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OpenPARF:基于深度学习工具包的大规模异构FPGA开源布局布线框架

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电子与信息学报 2023年第9期45卷 3118-3131页

作者：麦景王嘉睿邸志雄林亦波北京大学计算机学院北京100871 北京大学集成电路学院北京100871 西南交通大学信息科学与技术学院成都611756

该文提出一个面向大规模可编辑逻辑门阵列(FPGA)的开源布局布线框架OpenPARF。该框架基于深度学习工具包PyTorch实现,支持GPU大规模并行计算求解。在布局算法方面,该文设计了一种新型非对称多静电场系统,对FPGA布局问题进行建模。在布... 详细信息

该文提出一个面向大规模可编辑逻辑门阵列(FPGA)的开源布局布线框架OpenPARF。该框架基于深度学习工具包PyTorch实现,支持GPU大规模并行计算求解。在布局算法方面,该文设计了一种新型非对称多静电场系统,对FPGA布局问题进行建模。在布线算法方面,该文支持对FPGA可编程逻辑块(CLB)内部布线资源进行准确建模,并在大规模不规则布线资源图上进行布线,提高了异构FPGA芯片布线器的性能和效率。该文在ISPD 2016和2017 FPGA竞赛数据集和工业标准级FPGA数据集上进行了实验,结果表明该框架可减少0.4%~12.7%的布线线长,并实现两倍以上布局效率提升。

关键词：集成电路设计与设计自动化物理实现 FPGA 布局布线机器学习

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一种基于YOLOv8的轻量化盲区检测网络

现代电子技术 2024年第16期47卷 163-170页

作者：李问渠陈继清郝科崴李明宇广西大学机械工程学院广西南宁530007

近年来,全国的交通安全形势日益严峻,交通事故频繁发生,人员伤亡和财产损失惨重。其中,因视觉盲区受限引起的人车碰撞事故最为常见,由于传感器的高昂造价和在盲区检测方面的研究应用较少,预防此类事故主要依靠司机驾驶经验。针对盲区检... 详细信息

近年来,全国的交通安全形势日益严峻,交通事故频繁发生,人员伤亡和财产损失惨重。其中,因视觉盲区受限引起的人车碰撞事故最为常见,由于传感器的高昂造价和在盲区检测方面的研究应用较少,预防此类事故主要依靠司机驾驶经验。针对盲区检测和研究的不足,提出一种简洁高效的轻量化盲区检测网络BsDet和BsDet+。轻量化网络以最先进的YOLOv8为基础,结合其他YOLO网络的优点,在头部和颈部进行了轻量化重构,在特征提取部分使用改进的深度可分离卷积降低网络的参数量与计算量。在特定层使用更大的卷积核来扩大感受野,进一步提高网络的检测精度。在构建的盲区数据集进行实验,实验结果表明,BsDet拥有97.72%的mAP和300.76 f/s的FPS,BsDet+的mAP和FPS分别为99.35%和181.31 f/s,相比于SOTA方法,提高了36.8%的检测速度和1.44%的mAP。两种网络分别在树莓派、安卓手机和便携式计算机上进行部署与测试,结果显示在任何平台上,BSDet均拥有最高的检测速度。BsDet和BsDet+可适用于不同性能的硬件与检测需求,具有设备要求低、准确率高、速度快等特点,不仅为轻量化设计提供了借鉴,也能够有效改善基于视觉的辅助驾驶技术。

关键词：交通事故盲区检测轻量化网络 YOLOv8网络深度可分离卷积网络大卷积核

基于交互式设计超材料建模与分析的MCR-WPT效率提升研究

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上海交通大学学报 2024年第4期58卷 545-554页

作者：范兴明张浩楠张鑫桂林电子科技大学机电工程学院广西壮族自治区桂林541004

超材料具有特殊的磁场调控能力,被广泛关注并应用于磁耦合谐振无线电能传输(MCR-WPT)领域,但寻求针对特定领域目标需求的超材料设计具有挑战性.目前,超材料的一般设计方法为S参数反演法和等效电路法,设计流程通常需要多次建模仿真得到... 详细信息

超材料具有特殊的磁场调控能力,被广泛关注并应用于磁耦合谐振无线电能传输(MCR-WPT)领域,但寻求针对特定领域目标需求的超材料设计具有挑战性.目前,超材料的一般设计方法为S参数反演法和等效电路法,设计流程通常需要多次建模仿真得到目标参数,该过程较为繁琐耗时.对此,深入分析上述两种设计方法的特性并将二者结合,采用HFSS与MATLAB软件交互设计和优化用于MCR-WPT特性提升的超材料,有效简化了超材料的设计过程.以无线电能传输效率优化为目标设计方形和Koch两种超材料单元,分析对比两种单元的电磁特性.搭建工作频率为6.78 MHz的MCR-WPT系统实验平台,探究两种超材料对传输效率的影响.实验结果表明,方形超材料和Koch超材料分别实现了28.4%和24.6%的最大传输效率提升,证明了交互设计可以更简便地设计超材料并且用于无线电能传输系统传输效率的提升.

关键词：无线电能传输超材料分析和设计交互式仿真传输效率

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基于逆变器交流侧的四开关功率解耦技术研究

电机与控制学报 2023年第8期27卷 142-153页

作者：章勇高付伟东刘鹏樊越华东交通大学电气与电子工程学院江西南昌330013

针对两级式单相逆变器常用大容量电解电容来缓冲其固有的二倍频脉动功率,大大降低其耐用性和可靠性这一问题,本文在保证变换器稳定运行的前提下提出了一种四开关功率解耦电路,对降低逆变器电容总容值具有实际工程意义。分析讨论解耦电... 详细信息

针对两级式单相逆变器常用大容量电解电容来缓冲其固有的二倍频脉动功率,大大降低其耐用性和可靠性这一问题,本文在保证变换器稳定运行的前提下提出了一种四开关功率解耦电路,对降低逆变器电容总容值具有实际工程意义。分析讨论解耦电路的工作原理,通过对4种不同的工作模式进行分析,从而确定解耦主电路各个开关管开关时序。在此基础上,设计了相应的脉冲能量调制策略以实现瞬时能量的精准补偿,提升了四开关功率解耦电路的解耦性能,改善了两级式逆变器交直流侧波形质量。该方案逆变电路与功率解耦电路相互独立,有利于传统设备的改造。最后,搭建了仿真模型和实验样机,仿真和实验结果验证了增加交流侧四开关功率解耦电路后,变换器只需几十μF的薄膜电容就能对二倍频脉动功率进行有效解耦。

关键词：二倍频功率脉动四开关功率解耦电路两级式单相逆变器脉冲能量调制独立解耦薄膜电容

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基于并联推挽Buck型的射频拉远单元电源设计

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电力电子技术 2024年第3期58卷 56-59页

作者：余颖肖静刘国权东华理工大学江西省新能源工艺及装备工程技术研究中心江西南昌330013 东华理工大学机械与电子工程学院江西西南昌330013

为满足通信基站射频拉远单元(RRU)对高性能供电电源要求,设计了额定功率为195W的DC/DC开关电源。电源采用并联推挽式Buck电路拓扑结构,输出采用全波整流电路。对整个电源电路的组成结构与工作原理进行了分析,给出了电路中关键器件的选... 详细信息

为满足通信基站射频拉远单元(RRU)对高性能供电电源要求,设计了额定功率为195W的DC/DC开关电源。电源采用并联推挽式Buck电路拓扑结构,输出采用全波整流电路。对整个电源电路的组成结构与工作原理进行了分析,给出了电路中关键器件的选型计算。对关键电路中器件的电压和电流应力、电源的工作效率、负载调整率、保护性能等重要指标参数进行了实验测试。测试结果表明,电源效率最高可达91.32%,负载调整率在±0.2%以内,输出电压范围为35.97~36.38V,输出电压纹波小于200mV,具备良好的过流保护。

关键词：射频拉远单元并联推挽全波整流

基于CTCS-3/2级列控系统的高速铁路闭塞分区长度设计研究

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铁道学报 2023年第4期45卷 8-15页

作者：耿敬春李建新吕苗苗倪少权潘金山西南交通大学交通运输与物流学院四川成都610031 中国国家铁路集团有限公司工程设计鉴定中心北京100844 中国铁路经济规划研究院有限公司线路站场咨询部北京100844 西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室四川成都610031 西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室四川成都610031

根据CTCS-3级和CTCS-2级列控车载设备控车原理,提出高速铁路闭塞分区长度设计原则和约束条件。结合现行列控车载设备参数,当线路长大下坡道不大于24‰时,闭塞分区长度设计满足CTCS-3级列控车载顶棚速度350 km/h、CTCS-2级300 km/h正常... 详细信息

根据CTCS-3级和CTCS-2级列控车载设备控车原理,提出高速铁路闭塞分区长度设计原则和约束条件。结合现行列控车载设备参数,当线路长大下坡道不大于24‰时,闭塞分区长度设计满足CTCS-3级列控车载顶棚速度350 km/h、CTCS-2级300 km/h正常运行。当线路长大下坡道大于24‰时,闭塞分区长度按照满足CTCS-3级列控车载顶棚速度350 km/h、CTCS-2级降速至250 km/h设计;或将CTCS-3级列控系统结合轨道电路信息定义的闭塞分区平均长度由3000 m调整为4400 m,以满足CTCS-3级列控车载顶棚速度350 km/h、CTCS-2级300 km/h运行要求。

关键词：高速铁路 CTCS-3/2级列控系统闭塞分区长度设计

一种基于双通道非线性反馈架构的模拟域功率放大器线性化技术

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电子与信息学报 2023年第12期45卷 4211-4217页

作者：全欣张梦瑶刘简蒲云逸刘颖邵士海唐友喜西南交通大学信息科学与技术学院成都611756 电子科技大学通信抗干扰全国重点实验室成都611731

该文提出一种在模拟域抑制功率放大器(PA)非线性失真的双通道非线性反馈架构,以改善PA线性度,减少邻道泄露。在该架构中,用于抑制非线性的电路包含非线性提取环路和反馈调整环路。非线性提取环路通过耦合器提取PA输入和输出信号,进行幅... 详细信息

该文提出一种在模拟域抑制功率放大器(PA)非线性失真的双通道非线性反馈架构,以改善PA线性度,减少邻道泄露。在该架构中,用于抑制非线性的电路包含非线性提取环路和反馈调整环路。非线性提取环路通过耦合器提取PA输入和输出信号,进行幅度和相位对齐后抵消线性信号,保留PA产生的非线性失真。反馈调整环路包含两条独立反馈通道,且信号通过非线性提取环路和反馈调整环路中两条通道分别反馈后的总时延具有两倍关系,使反馈环路呈现2阶Delta-Sigma结构形式,相比于单通道非线性反馈架构具有更好的失真抑制性能。并且通过所提方法配置反馈通道参数,可以实现不同目标频点下非线性失真的灵活抑制。最后设计了一个使用CMPA0060002F商用功放芯片的实验平台,对于带宽为40 MHz,载频为780 MHz的测试信号,在当前6 ns的硬件反馈时延条件下,可以使邻道功率泄露比(ACLR)单边带改善11 dB或双边带改善6 dB,且通过减小反馈时延能够取得更好的性能。

关键词：功率放大器非线性失真线性化模拟域非线性反馈架构

锆合金Cr涂层包壳管在环向压缩作用下的裂纹行为

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中国表面工程 2022年第4期35卷 1-9页

作者：岳雅楠陈寰余施佳周腾张瑞谦蔡振兵西南交通大学摩擦学研究所成都610031 中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室成都610213

金属Cr涂层是事故容错燃料(ATF)包壳候选涂层之一,在各方面具有优异的性能。在实际工况下,包壳管会受到环向外压力的作用而导致涂层破裂,研究锆合金Cr涂层膜基界面裂纹萌生和扩展行为很有意义。使用多弧离子镀技术在锆合金基体表面制备C... 详细信息

金属Cr涂层是事故容错燃料(ATF)包壳候选涂层之一,在各方面具有优异的性能。在实际工况下,包壳管会受到环向外压力的作用而导致涂层破裂,研究锆合金Cr涂层膜基界面裂纹萌生和扩展行为很有意义。使用多弧离子镀技术在锆合金基体表面制备Cr涂层,利用电子力学试验机对锆合金Cr涂层包壳管进行不同变形量的环向压缩试验。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDX)、XRD和纳米压痕仪等测试设备对锆合金Cr涂层试样的微观组织进行表征,研究并分析Cr涂层表截面裂纹的微观行为。结果表明,试样的变形分为弹性变形-裂纹萌生阶段和塑性变形-裂纹扩展阶段两个阶段,发现锆合金Cr试样界面裂纹的产生有两种形式:①裂纹从膜基界面处萌生,原因是Cr涂层和锆合金基体材料的不同使得膜基界面发生涂层应力集中;②表面萌生裂纹,由于Cr涂层存在微缺陷。没有发现涂层的剥落现象,说明其界面结合性能较佳。采用多个变形量研究锆合金Cr涂层包壳管膜基界面裂纹的萌生与扩展过程,为ATF包壳涂层结构完整性和稳定性提供试验依据。

关键词：锆合金 Cr涂层环向压缩变形量裂纹扩展

锆合金表面Cr涂层在高温压缩下的界面开裂行为

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中国表面工程 2022年第4期35卷 30-40页

作者：陈寰李春林岳雅楠张瑞谦王昱杨红艳韦天国蔡振兵中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室成都610213 西南交通大学摩擦学研究所成都610031

在事故条件下核反应堆的核心部件镀Cr锆合金包壳管容易受到挤压发生变形,导致Cr涂层产生裂纹影响涂层的保护性能,因此研究镀Cr锆合金在高温压缩下的裂纹扩展行为十分有必要。采用环向压缩试验研究不同厚度Cr涂层锆合金在不同温度下的开... 详细信息

在事故条件下核反应堆的核心部件镀Cr锆合金包壳管容易受到挤压发生变形,导致Cr涂层产生裂纹影响涂层的保护性能,因此研究镀Cr锆合金在高温压缩下的裂纹扩展行为十分有必要。采用环向压缩试验研究不同厚度Cr涂层锆合金在不同温度下的开裂行为,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和维氏硬度计等测试设备研究不同压缩试验温度下的镀Cr锆合金包壳管表截面裂纹微观形貌,并统计表截面裂纹密度及截面裂纹最大宽度。分析包壳材料的载荷-位移曲线和裂纹扩展行为,评价温度和涂层厚度对镀Cr锆合金包壳管力学性能的影响。研究结果表明:镀Cr锆合金包壳管在高温工况下,抗压强度会下降,断裂韧性增加;当涂层厚度增加时,表截面裂纹密度减少,裂纹张开尺寸增大;裂纹首先在表面产生,然后逐渐向基体扩展,并随着变形量的增加逐渐向基体扩展,最终在膜基结合处停止;试样变形量从10%压缩到50%时,截面裂纹的新增主要来自表面主裂纹分叉,且在压缩过程中Cr涂层并不会剥落,Cr涂层与锆基体结合性能良好。研究不同厚度锆合金Cr涂层包壳管在高温压缩下的膜基界面裂纹的扩展行为,可为锆合金包壳管的涂层制备提供数据支持。

关键词：锆合金 Cr涂层环向压缩变形量裂纹扩展