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面向现代GPU的Winograd卷积加速研究

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电子学报 2024年第1期52卷 244-257页

作者：童敢黄立波吕雅帅国防科技大学计算机学院湖南长沙410073 华为技术有限公司北京100031

卷积运算是现代卷积神经网络中必不可少的组成部分,同时也是最耗时的.为了解决卷积算子的性能问题,包括快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)和Winograd在内的快速卷积算法被提出. Winograd卷积可被用于提高小卷积核的推理性能,... 详细信息

卷积运算是现代卷积神经网络中必不可少的组成部分,同时也是最耗时的.为了解决卷积算子的性能问题,包括快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)和Winograd在内的快速卷积算法被提出. Winograd卷积可被用于提高小卷积核的推理性能,是目前卷积神经网络中的主流实现方法 .然而,Winograd卷积在许多高度优化的深度神经网络库和深度学习编译器中的实现比较低效.由于Winograd卷积的四个阶段的复杂数据依赖关系,面向GPU对其进行优化非常具有挑战性.本文针对现代GPU体系结构优化了Winograd卷积算子的性能.本文提出了Winograd计算阶段的等价变化及其利用Tensor Core进行计算的无同步实现,并进一步提出了利用不同GPU内存层级的部分计算核融合方法 PKF(Partial Kernel Fusion).基于张量虚拟机(Tensor Virtual Machine,TVM)和代码重构器PKF-Reconstructor(Partial Kernel Fusion Reconstructor),实现了高性能的Winograd卷积.对真实应用中卷积神经网络的卷积算子的评估表明,与cuDNN相比,本文所提算法实现了7.58~13.69倍的性能提升.

关键词： Winograd卷积低精度部分计算核融合卷积加速 GPU内存层级 Tensor Core

改进SAF-FCOS的雷视融合目标检测算法

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计算机工程与应用 2024年第14期60卷 209-218页

作者：陈正浩邓月明谢竞何鑫湖南师范大学信息科学与工程学院长沙410081 湖南华诺星空电子技术股份有限公司长沙410221

针对雷视特征融合目标检测网络难以有效利用雷达点云信息和图像特征,在恶劣天气环境下,仍然容易出现误检、漏检的问题,提出了一种改进SAF-FCOS雷视融合目标检测网络。对SAF-FCOS的骨干网络结构进行改进,在C3、C4特征层进行雷达特征信息... 详细信息

针对雷视特征融合目标检测网络难以有效利用雷达点云信息和图像特征,在恶劣天气环境下,仍然容易出现误检、漏检的问题,提出了一种改进SAF-FCOS雷视融合目标检测网络。对SAF-FCOS的骨干网络结构进行改进,在C3、C4特征层进行雷达特征信息的多尺度融合,使网络模型更充分地利用雷达信息;在检测层前使用改进的LNblock模块——LNblcok_GAM,能够以较低的计算成本提取图像特征的同时提高网络的检测性能;在回归损失方面,使用基于EIOU与GIOU改进的CEIOU替换原网络中的GIOU,提高了网络的检测精度,提升了模型的鲁棒性。在NuScenes数据集上,改进网络的mAP_(0.5:0.95)达到了70.7%,AP_(50)达到了90.5%,比原网络SAF-FCOS分别提高了1.7个百分点和0.9个百分点,漏检、误检的情况得到了有效改善,同时,该改进网络的总体检测效果要优于其他经典的纯视觉目标检测算法。

关键词：目标检测雷视融合 SAF-FCOS网络多尺度融合 LNblock_GAM

干湿循环中磷石膏基防渗材料的防渗和剪切特性

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浙江大学学报（工学版） 2024年第9期58卷 1902-1911页

作者：宋牧原王宜将杨微郎丰飞陈伟刘雪莹湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室湖南长沙410082 湖南大学建筑安全与环境国际联合研究中心湖南长沙410082 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 中蓝长化工程科技有限公司湖南长沙410000 湖北大峪口化工有限责任公司湖北钟祥431911

研制新型聚丙烯酸钠改性膨润土-砂-磷石膏(PMB-S-PG)防渗材料,用于磷石膏渣场或路基防渗层,为多途径消纳磷石膏提出新思路.对比PMB-S-PG、钠基膨润土-砂-磷石膏(RB-S-PG)与聚丙烯酸钠改性膨润土-砂(PMB-S)在干湿循环下的防渗及剪切特性... 详细信息

研制新型聚丙烯酸钠改性膨润土-砂-磷石膏(PMB-S-PG)防渗材料,用于磷石膏渣场或路基防渗层,为多途径消纳磷石膏提出新思路.对比PMB-S-PG、钠基膨润土-砂-磷石膏(RB-S-PG)与聚丙烯酸钠改性膨润土-砂(PMB-S)在干湿循环下的防渗及剪切特性,并结合扫描电子显微镜(SEM)及压汞(MIP)试验探明干湿(DW)循环下试样防渗和强度弱化的微观机理.结果表明:试样RB-S-PG、PMB-S-PG及PMB-S的渗透系数在9次循环后分别上升了146.5倍、6.14倍及1.59倍,说明PMB有效提升了试样的抗干湿循环能力.试样抗剪强度的大小关系为PMB-S-PG>RB-S-PG>PMB-S,表明PG和PMB有助于提升试样的抗剪强度.试样的抗剪强度均随干湿循环次数的增加呈先降低后稳定的变化趋势.通过MIP试验发现试样PMB-S-PG中孔隙随循环次数的增加由单峰演变为三峰结构,3个峰相应粒径的孔隙体积和数量不断增加,颗粒间胶结弱化,但试样中孔隙体积增量逐渐减小,可见在干湿循环作用下,试样的防渗及强度特性先弱化而后趋于稳定.

关键词：磷石膏(PG) 干湿(DW)循环渗透系数抗剪强度孔隙结构

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一种路侧感知的雷视协同自主标定技术

湖南交通科技 2024年第1期50卷 158-163页

作者：黄利雄黄少冰彭贵福湖南众天云电子科技有限公司湖南长沙410221

介绍了一种针对固定交通场景的视频组件和毫米波雷达协同自主标定方法。该方法能够在多种不同固定交通场景下,有效从交通路面上自主提取目标的视频坐标和毫米波雷达坐标,并将其映射到一个统一的坐标系中。通过这种方法,能够在固定交通... 详细信息

介绍了一种针对固定交通场景的视频组件和毫米波雷达协同自主标定方法。该方法能够在多种不同固定交通场景下,有效从交通路面上自主提取目标的视频坐标和毫米波雷达坐标,并将其映射到一个统一的坐标系中。通过这种方法,能够在固定交通视场内高效实现像素坐标与实际位置之间的精确映射。该方法的应用有望在主动交通流管控、智慧交通系统等领域发挥重要作用。

关键词：交通流管控智慧交通雷视融合自主标定路侧感知

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一种级间运放共享的MASH结构Σ-Δ调制器

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微电子学 2024年第1期54卷 38-44页

作者：彭蠡霄汪东李振涛邓欢龙睿湘潭大学物理与光电工程学院湖南湘潭411105 湖南毂梁微电子有限公司长沙410005

基于55 nm CMOS工艺,设计了一种级间运放共享的级联噪声整形(MASH)结构Σ-Δ调制器。采用2-2 MASH结构对调制器参数进行了设计。对经典结构的开关电容积分器进行了改进,并应用到调制器电路的设计中,实现了两级调制器之间的运放共享,在... 详细信息

基于55 nm CMOS工艺,设计了一种级间运放共享的级联噪声整形(MASH)结构Σ-Δ调制器。采用2-2 MASH结构对调制器参数进行了设计。对经典结构的开关电容积分器进行了改进,并应用到调制器电路的设计中,实现了两级调制器之间的运放共享,在达到高精度的同时减少了运放的数量,显著降低了MASH结构调制器的功耗。仿真结果表明,在3.3 V电源电压下,调制器信噪失真比为111.7 dB,无杂散动态范围为113.6 dB,整体功耗为16.84 mW。

关键词： Σ-Δ调制器级间运放共享级联噪声整形低功耗

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石墨烯导电剂研究进展

炭素技术 2024年第1期43卷 7-11,74页

作者：栾紫林石杰李贺杨乐之涂飞跃宋静雅匡鲤萍王健谭金黎王东长沙矿冶研究院有限责任公司湖南长沙410012

对近年来石墨烯导电剂的研究,从更好发挥石墨烯优异电子导电性及改善石墨烯对锂离子的位阻效应两方面进行总结。总结发现目前的研究对石墨烯导电剂的性能研究并没有形成统一认识,不同研究中甚至存在相互矛盾的结论。通过对前人的研究更... 详细信息

对近年来石墨烯导电剂的研究,从更好发挥石墨烯优异电子导电性及改善石墨烯对锂离子的位阻效应两方面进行总结。总结发现目前的研究对石墨烯导电剂的性能研究并没有形成统一认识,不同研究中甚至存在相互矛盾的结论。通过对前人的研究更进一步探索,发现石墨烯导电剂的研究往往根据石墨烯性能和扣电测试的结果,依据经验将性能优劣归因于石墨烯导电剂对极片电子电导或者离子电导影响,缺少直接证据和综合考虑。对造成这种现象的问题进行总结,并提出可改进的方法,期望为石墨烯导电剂的商业化发展提供新思路。

关键词：石墨烯导电剂电子电导离子电导锂离子

锂离子电池Si/C复合负极材料的倍率性能研究进展

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炭素技术 2024年第3期43卷 9-14页

作者：谭婷梁帆杨乐之习小明涂飞跃王力陈涛王双彭青姣长沙矿冶研究院有限责任公司湖南长沙410012

锂离子电池(LIBs)因具备寿命长、能量密度高、自放电率低等优点广泛应用于新能源电动汽车、移动电子设备、航天航空、清洁储能等领域。但传统的商业石墨负极材料的理论容量仅为372 mAh·g^(-1),已经无法满足对锂离子电池高容量的需求。S... 详细信息

锂离子电池(LIBs)因具备寿命长、能量密度高、自放电率低等优点广泛应用于新能源电动汽车、移动电子设备、航天航空、清洁储能等领域。但传统的商业石墨负极材料的理论容量仅为372 mAh·g^(-1),已经无法满足对锂离子电池高容量的需求。Si基负极材料具有高比容量(4200 mAh·g^(-1))、资源丰富、制备工艺简单等特点,被认为是替代石墨的理想负极材料。但是Si的导电性差,在充放电过程中存在巨大的体积效应限制了硅负极的发展。而Si/C复合负极材料能很好地综合两者的优势,形成结构稳定,导电性能好的负极材料。本文从Si/C复合负极材料倍率性能的影响因素、Si/C负极的改性进展以及解决方案等方面综述了Si/C复合负极材料的最新研究进展,以期为Si/C复合负极材料的设计提供新思路。

关键词：锂离子电池硅负极负极材料倍率性能 Si/C复合材料

中大尺寸电子纸发展现状及其薄膜晶体管基板技术分析

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信息技术与标准化 2024年第3期 40-44页

作者：雷晟吴伟阎建全蒲衫 TCL华星光电技术有限公司

从电子纸市场观察入手,介绍了中大尺寸电子纸显示在电子阅读器和标牌等领域的应用现状,阐述了电子纸供应链主要情况,探讨了薄膜晶体管基板作为供应链关键上游材料的技术发展方向,分析了薄膜晶体管基板技术上的创新和实现构想,为新一代... 详细信息

从电子纸市场观察入手,介绍了中大尺寸电子纸显示在电子阅读器和标牌等领域的应用现状,阐述了电子纸供应链主要情况,探讨了薄膜晶体管基板作为供应链关键上游材料的技术发展方向,分析了薄膜晶体管基板技术上的创新和实现构想,为新一代中大尺寸电子纸显示用薄膜晶体管基板的设计提供参考和指导建议。

关键词：中大尺寸电子纸电子纸供应链电子纸终端薄膜晶体管铟镓锌氧化物

倒装焊芯片封装微通孔的一种失效机理及其优化方法

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微电子学 2024年第1期54卷 165-170页

作者：陈朝晖张弛徐鹏曾维吴家金苏炜陈宋郊王强中国南方电网电力调度控制中心广州510530 飞腾技术(长沙)有限公司长沙410000

随着晶圆工艺节点的发展,封装集成度越来越高,封装有机基板的线宽和线距逐步减少,微通孔的数量增加,微通孔的孔径减少。球栅阵列(BGA)封装有机基板的微通孔失效一直是影响高性能和高密度芯片封装可靠性的主要问题。针对有机基板微通孔... 详细信息

随着晶圆工艺节点的发展,封装集成度越来越高,封装有机基板的线宽和线距逐步减少,微通孔的数量增加,微通孔的孔径减少。球栅阵列(BGA)封装有机基板的微通孔失效一直是影响高性能和高密度芯片封装可靠性的主要问题。针对有机基板微通孔失效的问题,通过温度循环可靠性试验、有限元分析方法、聚焦离子束、扫描电子显微镜以及能谱仪等表征手段,系统研究了-65℃~150℃与-55℃~125℃500次温度循环加载条件下倒装焊的失效模式。结果表明,在-65℃~150℃温度循环条件下,有机基板微通孔由温度循环疲劳应力而产生微通孔分层,仿真表明-65℃~150℃下基板平均等效应力增加约8 MPa;通过改善散热盖结构,等效应力降低了21.4%,且能通过-65℃~150℃500次温度循环的可靠性验证,满足高可靠性的要求。

关键词：倒装焊封装可靠性有机基板温度循环有限元分析