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融合自适应注意力的多尺度火灾检测算法

北京理工大学学报 2024年第1期44卷 91-101页

作者：梁煜陈童张为天津大学微电子学院天津300072

针对实际场景下火灾检测准确度不高的现象,根据火灾自身特征提出了一种基于Anchor-free结构的火灾检测算法.将特征提取网络残差模块设计为多分支结构,并在其基础上嵌入根据火焰特征设计的自适应注意力模块,提取出更具表达力的火焰特征.... 详细信息

针对实际场景下火灾检测准确度不高的现象,根据火灾自身特征提出了一种基于Anchor-free结构的火灾检测算法.将特征提取网络残差模块设计为多分支结构,并在其基础上嵌入根据火焰特征设计的自适应注意力模块,提取出更具表达力的火焰特征.添加亚像素融合,利用高层特征丰富的通道信息增强多尺度特征的表达能力.设计特征增强模块强化最高层特征表示,更好地利用全局空间信息.引入自适应标签分配,强化网络对火焰特征的学习效果.利用改进后的GIoU Loss损失函数对边界框精细回归.该算法在自建数据集上的检测精度达到了94.9%,在公开数据集上也有较好的检测效果,且抗干扰能力强,适用于各种环境下的火灾检测,能够满足实际场景下火灾检测任务的需要.

关键词：深度学习火灾检测自适应注意力多尺度特征增强

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基于多任务网络的单图像光源干扰去除方法

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第5期57卷 501-510页

作者：张为程光琮天津大学微电子学院天津300072

当场景中存在较强光源时,极易使采集到的图像受到光斑、炫光、伪影等种类和形态多样的干扰,导致图像中关键信息质量下降,从而使基于该图像的目标检测、深度估计、语义分割等视觉任务受到不同程度的影响.然而使用现有方法很难完全去除形... 详细信息

当场景中存在较强光源时,极易使采集到的图像受到光斑、炫光、伪影等种类和形态多样的干扰,导致图像中关键信息质量下降,从而使基于该图像的目标检测、深度估计、语义分割等视觉任务受到不同程度的影响.然而使用现有方法很难完全去除形态和分布多种多样的光源干扰.因此,针对现有算法处理效果差、成对训练数据较缺乏、泛化性弱等问题,提出了一种光源干扰去除网络及其训练方法.该网络结合多任务结构充分利用不同任务的特征信息,并以此提高其对干扰的去除效果.此外,还提出了一种光源融合后处理算法以减少后处理算法导致的推理质量下降.所提方法在公开数据集上平均峰值信噪比和结构相似性分别达到了25.81 dB和0.8726,在自建数据集上达到了23.25 dB和0.9223,且在主观定性对比中,所提方法比现有方法具有更好的干扰去除效果.

关键词：图像处理深度学习光斑去除

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融合全局和局部信息的实时烟雾分割算法

西安电子科技大学学报 2024年第1期51卷 147-156页

作者：张欣雨梁煜张为天津大学微电子学院天津300072

针对烟雾形状不规则、呈半透明状且边界模糊导致烟雾分割困难的问题,提出一种融合全局和局部信息的双分支实时烟雾分割算法。该算法设计了轻量级的Transformer分支和卷积神经网络分支分别提取烟雾的全局特征和局部特征,Transformer分支... 详细信息

针对烟雾形状不规则、呈半透明状且边界模糊导致烟雾分割困难的问题,提出一种融合全局和局部信息的双分支实时烟雾分割算法。该算法设计了轻量级的Transformer分支和卷积神经网络分支分别提取烟雾的全局特征和局部特征,Transformer分支和卷积神经网络分支共同作用,可以在充分学习烟雾的长距离像素依赖关系的同时保留烟雾细节信息,从而准确区分烟雾和背景像素,改善烟雾分割效果。同时该结构可以满足实际烟雾检测任务的实时性要求;基于多层感知机的解码器充分利用不同尺度的烟雾特征图,并进一步建模烟雾全局上下文信息,增强模型对多尺度烟雾的感知能力,从而提升烟雾分割精度;而且解码器结构简单,可以降低解码器部分的计算量。该算法在自建烟雾分割数据集上的平均交并比为92.88%,模型参数量为2.96 M,推理速度为56.94帧/s。该算法在公开数据集上的综合性能优于其他烟雾检测算法。实验结果表明,该算法分割烟雾的准确率高,推理速度快,可以满足实际烟雾检测任务的准确性和实时性需求。

关键词：烟雾分割 Transformer 卷积神经网络双分支

RISC-V AES扩展指令的硅前评估与安全增强

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 7-13页

作者：赵毅强魏鑫李尧何家骥天津大学微电子学院天津300072

针对密码算法加速的指令集架构扩展可能为处理器引入侧信道泄露的风险,提出了一种硅前阶段侧信道安全评估方法,能准确定位处理器运行过程中存在侧信道泄露风险的时刻与微架构组件.基于一款32 bit顺序精简指令集计算机(RISC-V)处理器架构... 详细信息

针对密码算法加速的指令集架构扩展可能为处理器引入侧信道泄露的风险,提出了一种硅前阶段侧信道安全评估方法,能准确定位处理器运行过程中存在侧信道泄露风险的时刻与微架构组件.基于一款32 bit顺序精简指令集计算机(RISC-V)处理器架构,实现了两种代表性的高级加密标准(AES)扩展指令与扩展硬件电路,而后应用所提出的评估方法对其开展侧信道安全评估.基于评估结果提出了扩展端口动态掩码和运算单元功耗随机化的混合防护策略,进行了硅前安全验证,最终实现了高侧信道安全的AES指令集架构扩展.实验结果表明:所提出的混合防护策略能够在4.9%的面积开销下,提升了AES扩展1 886倍以上的侧信道安全性.

关键词：硅前侧信道高级加密标准(AES) 扩展指令精简指令集计算机(RISC-V) 相关性功耗分析

等离子体增强原子层沉积AlN外延单晶GaN研究

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无机材料学报 2024年第5期39卷 547-553页

作者：卢灏许晟瑞黄永陈兴徐爽刘旭王心颢高源张雅超段小玲张进成郝跃西安电子科技大学微电子学院西安710071 西安电子科技大学芜湖研究院先进微电子器件研究中心芜湖241000

氮化镓(GaN)作为第三代半导体材料,具有较大的禁带宽度,较高的击穿电场强度、电子迁移率、热导系数以及直接带隙等优异特性,被广泛应用于电子器件和光电子器件中。由于与衬底的失配问题,早期工艺制备GaN材料难以获得高质量单晶GaN薄膜... 详细信息

氮化镓(GaN)作为第三代半导体材料,具有较大的禁带宽度,较高的击穿电场强度、电子迁移率、热导系数以及直接带隙等优异特性,被广泛应用于电子器件和光电子器件中。由于与衬底的失配问题,早期工艺制备GaN材料难以获得高质量单晶GaN薄膜。直到采用两步生长法,即先在衬底上低温生长氮化铝(AlN)成核层,再高温生长GaN,才极大地提高了GaN材料的质量。目前用于制备AlN成核层的方法有磁控溅射以及分子束外延等,为了进一步提高GaN晶体质量,本研究提出在两英寸c面蓝宝石衬底上使用等离子体增强原子层沉积(Plasma-enhanced Atomic Layer Deposition,PEALD)方法制备AlN成核层来外延GaN。相比于磁控溅射方法,PEALD方法制备AlN的晶体质量更好;相比于分子束外延方法,PEALD方法的工艺简单、成本低且产量大。沉积AlN的表征结果表明,AlN沉积速率为0.1 nm/cycle,并且AlN薄膜具有随其厚度变化而变化的岛状形貌。外延GaN表征结果表明,当沉积厚度为20.8 nm的AlN时,GaN外延层的表面最平整,均方根粗糙度为0.272 nm,同时具有最好的光学特性以及最低的位错密度。本研究提出了在PEALD制备的AlN上外延单晶GaN的新方法,沉积20.8 nm的AlN有利于外延高质量的GaN薄膜,可以用于制备高电子迁移率晶体管及发光二极管。

关键词： GaN AlN 等离子体增强原子层沉积成核层外延

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Chiplet技术:拓展芯片设计的新边界

集成电路与嵌入式系统 2024年第2期24卷 1-9页

作者：厉佳瑶张琨潘权南方科技大学深港微电子学院深圳518055

芯粒(Chiplet)是一种将多个小型芯片集成为一个完整的系统芯片的技术,旨在实现芯片的重用、异构集成、性能提升和成本降低等目标。该技术的发展重点主要包括异构集成、新型互连和新型封装。其中,接口互连是Chiplet技术的关键。接口互连... 详细信息

芯粒(Chiplet)是一种将多个小型芯片集成为一个完整的系统芯片的技术,旨在实现芯片的重用、异构集成、性能提升和成本降低等目标。该技术的发展重点主要包括异构集成、新型互连和新型封装。其中,接口互连是Chiplet技术的关键。接口互连包括物理层接口和数据传输协议,接口和协议的设计需要考虑工艺技术、封装技术、功耗限制和上层应用程序的要求等,串行互连和并行互连是芯片到芯片实体层接口的两种选择。此外,对于不同的传播介质,应运而生出一些新型的互连技术,如光互连和无线互连,它们可以提供更高的带宽、更低的功耗和更灵活的互连拓扑。未来,Chiplet技术有望为电子领域带来重大的突破和发展,促使更加高效、灵活和富有创新性的芯片设计和制造。

关键词：芯粒接口互连标准光互连并行互连串行互连

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时变无磁非互易电路理论与设计

时变无磁非互易电路理论与设计

新型载流子积累的逆导型横向绝缘栅双极晶体管

2024年全国微波毫米波会议（中国微波年会）

作者：吴小虎刘晓光南方科技大学深港微电子学院

该论文报道了基于高阶时空调制的宽带无磁非互易电路,这些非互易电路在通带频率范围内具有平坦的正向传输特性及宽带端口匹配特征。为探索此类非互易电路机理,本论文还给出了时域调制电路的数学模型和理论分析,这些模型和分析将传统线... 详细信息

该论文报道了基于高阶时空调制的宽带无磁非互易电路,这些非互易电路在通带频率范围内具有平坦的正向传输特性及宽带端口匹配特征。为探索此类非互易电路机理,本论文还给出了时域调制电路的数学模型和理论分析,这些模型和分析将传统线性时不变微波网络理论拓展到了时变电路与系统中。为了验证无磁非互易电路理论,我们使用分立集总元件及微带传输线设计了一系列无磁非互易滤波隔离器和环形器电路,设计仿真和实验测试结果吻合良好。

关键词：无磁非互易时空调制环形器隔离器

来源： cnki会议评论

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物理学报 2024年第15期73卷 179-186页

作者：段宝兴王佳森唐春萍杨银堂西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室西安710071

通过引入n^(+)阳极在体内集成续流二极管的逆导型横向绝缘栅双极晶体管(reverse-conducting lateral insulated gate bipolar transistor,RC-LIGBT)可以实现反向导通,并且优化器件的关断特性,是功率集成电路中一个有竞争力的器件.本文... 详细信息

通过引入n^(+)阳极在体内集成续流二极管的逆导型横向绝缘栅双极晶体管(reverse-conducting lateral insulated gate bipolar transistor,RC-LIGBT)可以实现反向导通,并且优化器件的关断特性,是功率集成电路中一个有竞争力的器件.本文提出了一种新型载流子积累的RC-LIGBT,它具有电子控制栅(electron-controlled gate,EG)和分离短路阳极(separated short-anode,SSA),可以同时实现较低的导通压降和关断损耗.在正向导通状态,漂移区上方的EG结构可以在漂移区的表面积累一个高密度的电子层,从而大大地降低器件的导通压降.同时,SSA结构的使用还极大优化了器件的关断损耗.另外,低掺杂p型漂移区与SSA结构配合,可以简单地实现反向导通并且消除回吸电压.仿真结果表明,所提出的器件具有优秀的导通压降与关断损耗之间的折衷关系,其导通压降为1.16 V,比SSA LIGBT低55%,其关断损耗为0.099 mJ/cm^(2),比SSA LIGBT和常规LIGBT分别低38.5%和94.7%.

关键词：载流子积累逆导型横向绝缘栅双极晶体管导通压降回吸电压

肖特基结多数载流子积累新型绝缘栅双极晶体管

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