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基于XMG的乘法器电路等价性验证算法

计算机辅助设计与图形学学报 2024年第3期36卷 443-451页

作者：朱柏成储飞潘鸿洋王伦耀夏银水宁波大学信息科学与工程学院宁波315211

组合电路等价性验证是数字集成电路设计自动化(EDA)中的重要部分,随着算术电路在现代计算机系统中的占比逐渐增大,传统的等价性验证算法在验证多比特算术电路,尤其是乘法器电路时面临挑战.对此,提出一种基于XOR-Majority Graph(XMG)逻... 详细信息

组合电路等价性验证是数字集成电路设计自动化(EDA)中的重要部分,随着算术电路在现代计算机系统中的占比逐渐增大,传统的等价性验证算法在验证多比特算术电路,尤其是乘法器电路时面临挑战.对此,提出一种基于XOR-Majority Graph(XMG)逻辑表示的组合电路等价性验证算法.首先将2个待验证电路构建成的联接(Miter)电路进行XMG逻辑重写;然后在等价性一致的前提下对XMG的节点个数和逻辑深度进行逻辑重写优化;最后调用布尔可满足性(SAT)求解器和仿真器进行验证,得到最终等价性验证结果.实验结果表明,与ABC,Lingeling等工具相比,所提算法在验证时间上实现了平均489倍、最高1472倍的加速.

关键词：逻辑综合等价性验证乘法器电路异或-多数逻辑图

多级混合极性Reed-Muller逻辑电路功耗优化

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第4期36卷 615-624页

作者：赵子豪储飞王伦耀夏银水宁波大学信息科学与工程学院宁波315211

针对多级混合极性Reed-Muller(MPRM)电路功耗优化问题,提出一种基于列表法和onset法的多级MPRM功耗优化算法.对于电路的各个割集,结合列表法和多输入AND/XOR门低功耗分解模型,遍历所有极性下的二级MPRM最优功耗函数;然后在二级MPRM函数... 详细信息

针对多级混合极性Reed-Muller(MPRM)电路功耗优化问题,提出一种基于列表法和onset法的多级MPRM功耗优化算法.对于电路的各个割集,结合列表法和多输入AND/XOR门低功耗分解模型,遍历所有极性下的二级MPRM最优功耗函数;然后在二级MPRM函数的基础上,通过onset法得到多级MPRM函数,对其中的多输入AND/XOR门进行低功耗分解.在MCNC和EPFL测试集上的实验结果表明,与原电路相比,所提算法的平均功耗优化率达到49.90%和27.87%;与二级MPRM功耗优化算法相比,该算法的平均面积优化率为20.52%,平均功耗优化率达到21.24%.

关键词：多级混合极性Reed-Muller 功耗优化逻辑综合

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基于近似计算技术的多级逻辑电路面积优化

北京航空航天大学学报 2024年第9期50卷 2893-2901页

作者：赵维凯王伦耀岑旭梦夏银水储飞宁波大学信息科学与工程学院宁波315211 宁波大学科学技术学院信息工程学院宁波315300

针对现有多级逻辑近似优化算法在大型电路优化时无法较好兼顾优化效果与算法速度的问题,提出一种基于常量替换的多级逻辑电路面积优化算法。该算法通过在与非图(AIG)中引入节点输出距离、常量传输距离等参数,并结合提出的多扇出节点常... 详细信息

针对现有多级逻辑近似优化算法在大型电路优化时无法较好兼顾优化效果与算法速度的问题,提出一种基于常量替换的多级逻辑电路面积优化算法。该算法通过在与非图(AIG)中引入节点输出距离、常量传输距离等参数,并结合提出的多扇出节点常量替换过程中错误率控制方法,在全局范围内提取合适替换的候选节点集和每个候选节点输出的常量替换值;同时,通过根据电路规模选取不同的错误率计算方法等策略,实现了错误率约束下的多级逻辑电路面积近似优化并使算法速度得到提高。所提算法用C语言和ABC内置命令编程实现,使用EPFL及MCNC电路进行测试。实验结果表明:所提算法与已提出的常量替换方法相比,面积优化效果提升48.77%;相较于近似关心集重代换的近似逻辑综合(ALSRAC)优化算法,所提算法在面积优化和运算时间上分别有1.28%和60.91%的提升。

关键词：多级电路近似计算误差约束常量替换逻辑优化

不同pH值条件下超声波辅助水浴提取对鱼鳞明胶凝胶特性、流变特性和结构特性的影响

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食品科学 2024年第15期45卷 178-185页

作者：吴诗雨陈楠杨文鸽湛胜楠楼乔明黄涛宁波大学食品科学与工程学院浙江宁波315000

对比分析不同pH值条件下的普通水浴(waterbath,WB)和超声波辅助水浴(ultrasonic-assisted waterbath,UWB)提取对草鱼鱼鳞明胶提取动力学、凝胶性质、流变特性与结构特性的影响。结果表明,当pH>7.0时,UWB作用下鱼鳞明胶的凝胶强度较WB更... 详细信息

对比分析不同pH值条件下的普通水浴(waterbath,WB)和超声波辅助水浴(ultrasonic-assisted waterbath,UWB)提取对草鱼鱼鳞明胶提取动力学、凝胶性质、流变特性与结构特性的影响。结果表明,当pH>7.0时,UWB作用下鱼鳞明胶的凝胶强度较WB更大。流变特性结果表明,UWB处理增强了鱼鳞明胶表观黏度,却降低了其凝胶点和融胶点。结构分析结果表明UWB可以降低鱼鳞明胶α-螺旋与β-折叠的含量,此外,pH值和UWB均可以改变鱼鳞明胶的三级结构。本研究可为实现鱼鳞废弃物的高值化综合利用提供思路。

关键词：草鱼鱼鳞明胶超声波流变特性结构特性

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联合傅里叶卷积与通道注意力的光场角度重建

光学精密工程 2024年第3期32卷 456-465页

作者：周涛郁梅陈晔曜蒋志迪蒋刚毅宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315211 宁波大学科学技术学院信息工程学院浙江宁波315212

光场相机能够同时捕获光线的强度和方向信息,但由于成像传感器尺寸的限制,无法同时获得高空间和角度分辨率的光场图像。提出了一种联合傅里叶卷积和通道注意力的光场角度重建方法,通过使用稀疏光场图像4个边角位置的参考视图,可以间接... 详细信息

光场相机能够同时捕获光线的强度和方向信息,但由于成像传感器尺寸的限制,无法同时获得高空间和角度分辨率的光场图像。提出了一种联合傅里叶卷积和通道注意力的光场角度重建方法,通过使用稀疏光场图像4个边角位置的参考视图,可以间接地重建出密集光场图像。考虑到光场数据的内在4D结构,采用通道级密集快速傅里叶残差卷积块,在空域和频域对光场图像的空间和角度相关性进行建模,然后采用基于全局响应归一化的通道注意块,以实现通道间的自适应融合。此外,还提出了一种改进的视点加权间接合成方法,通过为每个参考视图分配一个置信图,为参考视图之间建立联系以合成更真实的新视图。实验结果表明,相比于现有先进的光场角度重建算法IRVAE,所提方法的重建光场图像质量在自然光场数据集30Scenes,Occlusion和Reflective上的平均PSNR分别提高了0.08,0.13和0.13 dB。所提方法在保证光场角度一致性的前提下取得了清晰的重建结果。

关键词：光场角度重建傅里叶卷积全局响应归一化视点加权的间接合成

二维MXene材料在新型薄膜太阳能电池技术中的研究进展

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无机材料学报 2024年第2期39卷 215-224页

作者：费玲雷蕾汪德高中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进能源材料工程实验室宁波315201 中国科学院大学北京100049 中国科学院宁波材料所前沿交叉科学研究中心宁波315201

太阳能作为自然界中丰富的可持续清洁能源,可以在解决当前能源短缺问题的同时有效减少因过度消耗化石燃料造成的环境污染问题。近年来,第三代新型薄膜太阳能电池,如染料敏化太阳能电池(DSSCs)和钙钛矿太阳能电池(PSCs)等,凭借其原料丰... 详细信息

太阳能作为自然界中丰富的可持续清洁能源,可以在解决当前能源短缺问题的同时有效减少因过度消耗化石燃料造成的环境污染问题。近年来,第三代新型薄膜太阳能电池,如染料敏化太阳能电池(DSSCs)和钙钛矿太阳能电池(PSCs)等,凭借其原料丰富、制造成本低廉和光电性能良好等优点而受到广泛关注。然而,新型薄膜太阳能电池器件的电荷传输性能和运行稳定性与正式商用的要求仍有一定差距。二维MXene材料具有比表面积高、表面官能团丰富、导电性优良、功函数可调和亲水性等优点,已成为能源转换领域的研究热点。鉴于此,本文在综述二维MXene材料的结构、光学和电学特性的基础上,阐述了近些年二维MXene材料应用于新型薄膜太阳能电池的研究进展,并重点探讨了二维MXene材料增强太阳能电池光电性能的机制。二维MXene材料可通过作为钙钛矿太阳能电池中钙钛矿层和电荷传输层的添加剂、修饰染料敏化太阳能电池的光电阳极和制备电极,来调整能带对齐、降低功函数、拓宽吸光范围和形成“柱撑效应”,有效改善器件的光吸收效率、载流子迁移率和电荷提取能力,从而提升器件的光电性能和稳定性。最后,结合目前的研究进展,对二维MXene材料在新型薄膜太阳能电池技术中的发展前景及面临的挑战提出了建议。

关键词： MXene 纳米材料太阳能电池光电性能能源专题评述

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虚拟现实中视觉诱发晕动症时空多特征评价

光学精密工程 2024年第4期32卷 595-608页

作者：董奇峰郁梅蒋志迪鲁子昂蒋刚毅宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315211 宁波大学科学技术学院信息工程学院浙江宁波315212

沉浸式的虚拟现实体验中视觉诱发晕动症(Visually Induced Motion Sickness,VIMS)是影响虚拟现实系统发展与应用的一个重要问题。现有的基于视觉内容的评价方案大多考虑的要素不够全面,对运动信息的提取较为简单,且少有考虑时域上的突... 详细信息

沉浸式的虚拟现实体验中视觉诱发晕动症(Visually Induced Motion Sickness,VIMS)是影响虚拟现实系统发展与应用的一个重要问题。现有的基于视觉内容的评价方案大多考虑的要素不够全面,对运动信息的提取较为简单,且少有考虑时域上的突变对晕动症的影响。针对上述问题,提出了虚拟现实中视觉诱发晕动症时空多特征评价模型;基于立体全景视频中空域、时域信息来设计视觉诱发晕动症评价模型,采用更符合人眼感知的加权运动特征,并考虑了立体全景视频时域的突变信息设计了特征提取方式。所提出模型分为预处理模块、特征提取模块及时域聚合与回归模块。预处理模块用于视口提取和光流图、视差图、显著图的估计。特征提取模块包含前背景加权运动特征提取、基于变换域的视差特征提取、空间特征提取及时域突变特征提取。时域聚合后通过支持向量回归得到VIMS评价分数。实验结果表明,该模型在立体全景视频数据库SPVCD上的预测结果与平均主观意见分的皮尔逊线性相关系数为0.821、斯皮尔曼相关系数为0.790、均方根误差为0.489。该模型取得了优良的预测性能,验证了所提出特征提取模块的有效性。

关键词：虚拟现实立体全景视频晕动症运动感知突变特征

离子束抛光去除函数的在位快速计算与抛光实验

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表面技术 2024年第20期53卷 158-165页

作者：张旭王大森夏超翔郭海林黄思玲赵仕燕聂凤明中国兵器科学研究院宁波分院浙江宁波315103

目的基于BP神经网络使用法拉第杯扫描离子束流实现离子束抛光去除函数的在位快速计算。方法对于空间分布不同的离子束流,通过法拉第杯扫描方法获得电流密度分布信息,通过刻蚀实验计算去除函数分布信息,使用BP神经网络对电流密度和去除... 详细信息

目的基于BP神经网络使用法拉第杯扫描离子束流实现离子束抛光去除函数的在位快速计算。方法对于空间分布不同的离子束流,通过法拉第杯扫描方法获得电流密度分布信息,通过刻蚀实验计算去除函数分布信息,使用BP神经网络对电流密度和去除函数分布之间的关系进行拟合,建立基于BP神经网络计算去除函数的模型。使用该模型可以实现对去除函数的在位快速计算,并应用于光学元件的离子束抛光实验中。结果利用上述方法建立的BP神经网络模型计算的去除函数体积去除率和实验方法获得的去除函数体积去除率的误差为5.09%,使用计算的去除函数进行了离子束抛光实验,抛光样件为直径320 mm的融石英,抛光后光学元件表面PV值为0.197λ(波长λ=632.8 nm),RMS值为0.009λ,收敛率达到4.19,实现了光学元件表面的超精密抛光。结论使用建立的BP神经网络模型可以实现离子束抛光去除函数的在位快速计算,该模型对融石英及其他材料的光学元件均适用,计算的去除函数精度满足光学元件离子束超精密加工需求,并提高了离子束抛光的效率。

关键词：离子束抛光去除函数半高全宽 BP神经网络法拉第扫描融石英

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超声振动对激光熔覆高熵合金涂层组织与耐磨性能的影响

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表面技术 2024年第13期53卷 22-32页

作者：张咪娜王以珅王大锋周宇航高世阳周述东韦超李琳中国科学院宁波材料技术与工程研究所激光极端制造中心浙江宁波305201 宁波大学材料科学与化学工程学院浙江宁波315211 中国兵器科学研究院宁波分院浙江宁波315103

目的研究超声振动对高熵合金涂层的裂纹抑制机理与力学性能影响。方法采用自主设计的超声振动平台开展试验。使用激光共聚焦显微镜观察高熵合金涂层的截面形貌,对比超声添加前后裂纹的数量以及分布情况。采用扫描电镜、X射线衍射仪等测... 详细信息

目的研究超声振动对高熵合金涂层的裂纹抑制机理与力学性能影响。方法采用自主设计的超声振动平台开展试验。使用激光共聚焦显微镜观察高熵合金涂层的截面形貌,对比超声添加前后裂纹的数量以及分布情况。采用扫描电镜、X射线衍射仪等测试设备,探究添加超声前后涂层的微观组织转变、元素分布趋势与晶粒尺寸等。借助显微硬度仪与往复摩擦磨损试验机研究涂层的显微硬度与耐磨性。结果超声振动作用下,熔池的润湿角发生变化,截面由半圆状变为椭圆状。超声振动显著细化涂层的晶粒,破碎的柱状晶增加了凝固晶核的数量,同时促进了FCC相在晶界处的析出。FCC析出相形成“网状”结构,增强了晶界处吸收应力的能力,有助于抑制涂层中裂纹的扩展。涂层显微硬度由503HV0.5提升至526HV0.5,室温摩擦因数由0.669下降至0.586,摩擦曲线更加平稳。添加超声振动后,涂层的磨损机制为磨粒磨损与氧化磨损。结论超声振动产生的空化效应与声流效应减小了熔池的温度梯度,细化了晶粒,抑制了裂纹在晶界处扩展。添加超声振动后,涂层的力学性能与摩擦性能得到提升。

关键词：超声振动高熵合金激光熔覆裂纹抑制微观组织耐磨性能