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从SoC到SDSoW:微电子发展的新范式

中国科学：信息科学 2024年第6期54卷 1350-1368页

作者：邬江兴刘勤让沈剑良吕平宋克张帆李沛杰陈艇刘冬培张汝云李顺斌高彦钊魏帅张文建赵博郭威虎艳宾祁晓峰董春雷于洪张丽张霞裴雪赵豪兵李智超刘文斌信息工程大学信息技术研究所郑州450002 之江实验室杭州311121

微电子在智能时代正迎来新一轮技术与产业的重大变革期.本文从智能时代的科学方法论、系统集成的工程技术路线和微电子摩尔定律(Moore’s law)的维度扩展3个层面导入,提出了网络极大化节点极小化的复杂巨系统构造、异构异质芯粒的晶上... 详细信息

微电子在智能时代正迎来新一轮技术与产业的重大变革期.本文从智能时代的科学方法论、系统集成的工程技术路线和微电子摩尔定律(Moore’s law)的维度扩展3个层面导入,提出了网络极大化节点极小化的复杂巨系统构造、异构异质芯粒的晶上拼装集成、硬件资源的领域专用软硬件协同定义,形成了软件定义晶上系统的新发展范式,对微电子的设计方法、系统集成、应用开发、经济性指标等进行了内涵升级,可全面刷新信息基础设施的技术物理形态,贡献一条“晶圆级硅基直连”的系统集成工程技术路线,并有望打造出智能涌现的物理底座.

关键词：片上系统软件定义互连软件定义晶上系统异质异构热压键合软硬件协同

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基于虚像相位阵列布里渊光谱仪的自由光谱范围校准方法

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光电子·激光 2024年

作者：吴慧欢吴华辉梁浩暨南大学光子技术研究院

基于虚像相位阵列（VIPA）的布里渊光谱技术是一种高分辨率光谱探测技术。它具有实时监测、高灵敏度等优点。目前该技术主要通过VIPA的自由光谱范围（FSR）与像素映射关系获取频率信息。然而，入射光角度变化会造成FSR波动。传统的测量... 详细信息

基于虚像相位阵列（VIPA）的布里渊光谱技术是一种高分辨率光谱探测技术。它具有实时监测、高灵敏度等优点。目前该技术主要通过VIPA的自由光谱范围（FSR）与像素映射关系获取频率信息。然而，入射光角度变化会造成FSR波动。传统的测量手段均基于FSR不变的前提下进行，不能对测量过程中入射角度改变导致的FSR变化进行实时标定，从而造成测量结果出现误差。本文针对这一问题，通过分析布里渊散射特点和VIPA干涉原理，提出基于单模光纤布里渊频移的FSR实时校准方法以及相应的像素与频率映射关系计算方法。该方法利用单模光纤的布里渊斯托克斯与反斯托克斯光频移作为参考，减小由入射光角度变化引起的FSR波动造成的频率测量误差。实验利用该方法实现了532 nm波长下不同折射率环境中的微纳光纤布里渊频移的快速测量。

关键词：布里渊散射微纳光纤传感虚像相位阵列自由光谱范围

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基于视觉跟踪实时引导的传送带跟随方法

计算机集成制造系统 2024年第7期30卷 2350-2363页

作者：柳宁张治国李德平张嘉欢王高暨南大学信息科学技术学院广东广州510632 暨南大学智能科学与工程学院广东珠海519070

针对滚筒输送线场景下的机器人随线质检问题,提出一种基于视觉跟踪实时引导的传送带跟随方法,即通过定位相机跟踪待测目标的运动,实时引导机器人调整动作跟随运动目标并检测。首先,通过顶部固定相机获取包含待测目标的实时视频,构建多... 详细信息

针对滚筒输送线场景下的机器人随线质检问题,提出一种基于视觉跟踪实时引导的传送带跟随方法,即通过定位相机跟踪待测目标的运动,实时引导机器人调整动作跟随运动目标并检测。首先,通过顶部固定相机获取包含待测目标的实时视频,构建多目标跟踪(MOT)算法跟踪待测目标的位置与旋转角;然后,通过图像信息解算目标的6D位姿,进一步解算对应的机器人工作点坐标;最后,根据实时工作点坐标在线调整机器人动作,保持机器人末端与工作点重合,实现跟随检测。实验结果表明,所提方法可实现滚筒输送线场景下的机器人随线检测;相较于现有的基于目标检测的跟随方法,不存在跟随偏差累积问题。

关键词：传送带机器人视觉引导多目标跟踪

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拟态防御架构设计方法研究进展

中国图象图形学报 2024年第08期 2319-2332页

作者：李淇段鹏松曹仰杰张大龙杨晓晗王宇静郑州大学网络空间安全学院信息工程大学信息技术研究所

随着互联网技术的普及和发展，用户数据和隐私的保护已经成为一个热门的研究领域。网络空间安全防御从被动防御发展到主动防御，防御性能和成功率获得了显著的提升。然而，传统的被动防御和主动防御本质上都是功能和安全松耦合的外壳式... 详细信息

随着互联网技术的普及和发展，用户数据和隐私的保护已经成为一个热门的研究领域。网络空间安全防御从被动防御发展到主动防御，防御性能和成功率获得了显著的提升。然而，传统的被动防御和主动防御本质上都是功能和安全松耦合的外壳式防御，对未知攻击的防御性能较差。网络空间拟态防御（cyberspace mimic defense,CMD）是在传统网络安全防御方式上发展出来的网络内生安全实现形式，核心架构为动态异构冗余架构，架构实现主体主要由异构执行体集合、分发器、拟态变换器和表决器4部分组成，同时以CMD三定理及网络安全不完全交集定理为理论基础。其中，通过异构执行体增加系统的异构性，并由表决算法决定异构执行体中上下线的个体，最终由调度算法完成系统中执行体的上下线过程。本文主要从网络空间安全发展的历史沿革出发，对比传统防御方式与拟态防御的差异，着重介绍拟态架构中异构策略、调度策略以及表决策略的具体实现形式，并罗列在实践过程中融合拟态防御思想的应用实例。拟态防御已经在各个领域有了较为广泛的应用基础，在此基础上的研究可以将现有网络安全体系推进到新的阶段。

关键词：网络安全内生安全拟态防御冗余性动态异构

基于虚像相位阵列的光谱检测中角色散均匀性的研究

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1827-1834页

作者：纪文杰谭中伟北京交通大学电子信息工程学院光波技术研究所北京100044

随着光谱学的不断发展,光谱检测作为一种快速无损的检测手段逐渐被应用于越来越多的领域中。而随着对信息精度要求的不断提高,如何得到高分辨率和低波长误差的光谱信息,是设计光谱检测系统时必须解决的问题。传统的色散元件如衍射光栅,... 详细信息

随着光谱学的不断发展,光谱检测作为一种快速无损的检测手段逐渐被应用于越来越多的领域中。而随着对信息精度要求的不断提高,如何得到高分辨率和低波长误差的光谱信息,是设计光谱检测系统时必须解决的问题。传统的色散元件如衍射光栅,虽然有较大的波长响应范围,但是通常只能提供nm量级的分辨率而无法满足当下的高光谱分辨率的要求。虚像相位阵列(VIPA)具有大角度色散特性,可以有效提高系统的光谱分辨率,因而近年来不断被用于精细光谱检测的研究。但其波长和色散角度对应关系存在非线性,而且同一波长易产生多个衍射级次的光斑,从而造成额外的光能损失。因此,本文主要基于VIPA的交叉色散光路就如何降低VIPA色散的非均匀性的问题进行了理论分析和实验验证。首先基于傍轴理论的色散定律展开理论分析探讨了入射光腰尺寸、入射角度等参数对于VIPA色散的非线性程度和衍射级次数量的影响。然后通过进行仿真记录了宽光谱光源在不同VIPA倾斜角度条件下各波长衍射级次的数量,以及各波长对应的光斑质心的坐标值。计算各情况下的质心坐标与拟合曲线之间的距离均差,比较了不同角度条件下线性度的好坏。最后根据理论分析和仿真实验的结果进行实验。实验中记录了VIPA的交叉色散光路在不同的VIPA倾斜条件下出现的衍射级次数量,并利用一个波长可变的激光器得到了不同波长的光源在VIPA倾斜2°的实验条件下各衍射级次光斑的质心坐标。同样通过计算不同衍射级次光斑的质心与拟合曲线之间的距离均差分析不同衍射级次的线性度好坏。实验证明通过控制入射光束参数,可以一定程度上降低VIPA色散的非均匀性。VIPA倾斜角度越大且越靠近探测器中央位置的衍射级次线性度越好。

关键词：虚像相位阵列光谱检测线性度衍射级次

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正弦纹波电流对锂电池快充性能影响的研究

汽车工程 2024年第6期46卷 1034-1044页

作者：叶涛武建华郑林锋张宇鑫洪朝锋暨南大学能源电力研究中心珠海519070 暨南大学轨道交通研究院珠海519070 深圳技术大学中德智能制造学院深圳518118

正弦纹波电流(SRC)充电对锂离子电池充电性能有一定改善,但已有的SRC充电研究均基于1C及以下的直流倍率,与直流充电相比没有取得显著的优化。为适应市场快速充电需求,本文首次探究了2C高倍率SRC快充对锂电池循环寿命的性能影响。通过对... 详细信息

正弦纹波电流(SRC)充电对锂离子电池充电性能有一定改善,但已有的SRC充电研究均基于1C及以下的直流倍率,与直流充电相比没有取得显著的优化。为适应市场快速充电需求,本文首次探究了2C高倍率SRC快充对锂电池循环寿命的性能影响。通过对不同交流频率、振幅工况的循环寿命实验后的电池容量、内阻、温升和容量增量(IC)分析表明,尽管所提出的SRC快充会因为电流有效值变大导致温升高于直流,但电池寿命性能却显著优于直流;并在交流振幅为3C(AC/DC=1.5)、交流频率高于特征频率(825 Hz)工况时寿命性能达到最优。其中,10 kHz频率工况在100个循环后,电池容量衰减和活性物质损失(LAM)分别比直流降低了70.37%、59.6%;200个循环后内阻增量仅为直流的1/3.51,容量仅衰减51.17%,比直流延长251%的使用寿命。

关键词：锂离子电池正弦纹波电流快速充电寿命老化容量衰退

内/外隔热复合结构炸药装药快速烤燃热防护效应

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兵工学报 2024年第5期45卷 1555-1563页

作者：白孟璟段卓平白志玲张玉龙刘瑞峰张连生黄风雷北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 中国兵器工业新技术推广研究所北京100089 西安机电信息技术研究所陕西西安710065

为了研究快速烤燃(火烧)条件下炸药装药内/外隔热复合结构(内隔热材料/外阻燃材料)的热防护效应,对多种内/外隔热复合结构的炸药装药进行多点测温快速烤燃试验,得到火焰场和炸药装药各测点的温度-时间曲线及装药点火响应时间。开展内/... 详细信息

为了研究快速烤燃(火烧)条件下炸药装药内/外隔热复合结构(内隔热材料/外阻燃材料)的热防护效应,对多种内/外隔热复合结构的炸药装药进行多点测温快速烤燃试验,得到火焰场和炸药装药各测点的温度-时间曲线及装药点火响应时间。开展内/外隔热复合结构炸药装药快速烤燃数值模拟,获得内/外隔热复合结构对装药快速烤燃点火响应时间的影响规律。研究结果表明:在快速烤燃过程中,外阻燃材料由于火烧变性存在导热增强及隔热减弱效应,在数值模拟中需考虑该效应;无论使用单独的隔热/阻燃材料还是使用内/外隔热复合结构,炸药装药的点火响应时间均随着材料涂覆厚度增加而延后,其中内/外隔热复合结构具有更好的热防护能力;点火位置均发生在装药端面棱角处,装药点火后反应烈度不受内/外隔热复合结构影响,反应等级均为爆燃;对于一定热防护性能范围内的隔热阻燃材料,壳体外表面涂层材料是耐高温纳米隔热材料、壳体内表面涂层材料是高效隔热防护材料时复合结构的隔热效果最好,并且当需求的隔热效果给定时,可考虑优先增加壳体外表面涂层的涂覆厚度,实现以最小涂覆厚度的内/外隔热复合结构满足所需的隔热效果。研究成果可为提升弹药热安全性设计提供参考。

关键词：炸药装药快速烤燃内/外隔热复合结构热防护效应点火延迟

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面向深度调峰的汽轮机超音速喷嘴设计

工程热物理学报 2024年第6期45卷 1656-1662页

作者：甘益明黄畅彭世亮陈思远王卫良暨南大学能源电力研究中心珠海519070

“双碳”愿景下可再生能源电力快速增长,其随机波动性迫使火电机组深度调峰以实现电力平衡。然而常规火电机组调节级渐缩式喷嘴难以高效利用临界压比以下的大压差对应的理想焓降,是机组在低负荷工况采用滑压运行致使机组能耗急剧攀升的... 详细信息

“双碳”愿景下可再生能源电力快速增长,其随机波动性迫使火电机组深度调峰以实现电力平衡。然而常规火电机组调节级渐缩式喷嘴难以高效利用临界压比以下的大压差对应的理想焓降,是机组在低负荷工况采用滑压运行致使机组能耗急剧攀升的内在原因之一。本文以320 MW汽轮机常规调节级喷嘴为研究对象,开展面向深度调峰需求(20%~40%低负荷区间)的高效超音速喷嘴设计研究,并通过CFD模拟分析超音速喷嘴的低负荷区热力性能。研究表明,相比于常规喷嘴,设计的超音速喷嘴满足20%~40%负荷区间效率净增1.08%~8.40%;但受超音速喷嘴斜切结构影响,超音速喷嘴I的最优运行压力与设计值偏离了0.7 MPa。本文的研究成果可为火电机组深度调峰深度节能技术研发提供理论支撑。

关键词：深度调峰火电机组调节级超音速喷嘴数值模拟

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高速钢耐磨材料研究进展

材料导报 2024年第10期38卷 157-174页

作者：陈鹏李卫易艳良暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院广州510632 暨南大学高性能金属耐磨材料技术国家地方联合工程研究中心广州510632 暨南大学韶关研究院广东韶关521000

本文介绍了国内外高速钢耐磨材料研究进展,主要综述了高速钢耐磨材料的发展简史、合金成分、制备工艺、热处理工艺、计算科学、力学性能及工程应用,系统总结了高速钢耐磨材料的研究特点,从合金成分、微观组织及力学性能方面加以阐述。... 详细信息

本文介绍了国内外高速钢耐磨材料研究进展,主要综述了高速钢耐磨材料的发展简史、合金成分、制备工艺、热处理工艺、计算科学、力学性能及工程应用,系统总结了高速钢耐磨材料的研究特点,从合金成分、微观组织及力学性能方面加以阐述。秉持成分是基础、组织是关键、工艺是手段和性能是目的的观点,为高速钢耐磨材料的研究及开发提供实质性价值。此外,计算科学的应用范围不断扩大,金属耐磨材料研究将趋于多样化,是一种不可或缺的研究性手段。最后,根据高速钢耐磨材料研究技术所要面临的问题和挑战,展望了五个研究方向,以促进高速钢耐磨材料产业技术创新发展。

关键词：高速钢耐磨材料力学性能

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