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基于RISC-V架构的寄存器分配研究

智能计算机与应用 2025年

作者：朱珂何先波滕芊芊西华师范大学电子信息工程学院

本文设计了一种针对RISC-V架构特性的寄存器分配方法。该方法基于寄存器分配与指令调度优化间的信息交互，结合历史分配策略来调整寄存器分配的结果，旨在减少寄存器分配后的指令依赖。从而更利于后续的指令调度优化，减少指令延迟，提... 详细信息

本文设计了一种针对RISC-V架构特性的寄存器分配方法。该方法基于寄存器分配与指令调度优化间的信息交互，结合历史分配策略来调整寄存器分配的结果，旨在减少寄存器分配后的指令依赖。从而更利于后续的指令调度优化，减少指令延迟，提高指令的执行效率。在RISC-V架构下，由于指令集精简，所有计算操作都依赖于寄存器，所以寄存器分配对性能影响显著，合理的分配策略可以充分利用硬件优势。本文方法的核心在于建立了寄存器分配优化与指令调度优化的反馈编译框架，并且通过全局的分配记录指导寄存器分配，实现更具适应性的寄存器分配优化。本方法不仅优化了寄存器分配，减少了对内存访问的需求，还提高了指令执行的连续性。本文基于RISC-V架构对SPECCPU2006基准测试集进行了测试，在整数基准程序上取得了平均1.4%的性能提升，相比于传统LLVM寄存器分配方法有明显改进。本文方法不仅有效提升了寄存器利用效率，还进一步验证了寄存器全局优化策略在提升RISC-V架构性能方面的潜力，为未来RISC-V 编译器优化提供了有益的参考。

关键词：寄存器分配编译器指令调度线性扫描算法

基于复数协方差卷积神经网络的运动想象脑电信号解码方法

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广西师范大学学报(自然科学版) 2025年

作者：黄仁慧张锐锋文晓浩闭金杰黄守麟李廷会广西师范大学电子与信息工程学院/集成电路学院

深度挖掘和利用脑电信号的特征信息，以提高运动想象的分类性能，一直是脑机接口的研究热点。考虑到脑电特征空间具有高维性且同时与幅值和相位密切相关，如何有效表达和同时利用脑电的幅值和相位信息已经成为一个难题。为此，本研究提... 详细信息

深度挖掘和利用脑电信号的特征信息，以提高运动想象的分类性能，一直是脑机接口的研究热点。考虑到脑电特征空间具有高维性且同时与幅值和相位密切相关，如何有效表达和同时利用脑电的幅值和相位信息已经成为一个难题。为此，本研究提出一种基于复数协方差特征的三维复值卷积神经网络。首先，构建脑电不同频率下的复数协方差矩阵特征，不仅通过复值表示将幅值和相位信息结合在一起，并且保留了分类所需的多变量信息，如幅值、相位、空间位置、频率等。其次，设计针对多复数协方差特征的全复数卷积神经网络，实现运动想象任务的高性能分类。在2个公开数据集上的实验结果表明，本研究提出的方法可获得比现有前沿方法至少高出2.49%和1.85%的平均准确率。

关键词：脑电信号脑机接口幅相信息融合复数协方差特征复值卷积神经网络信息交互

单轴应变对本征和N掺杂4H-SiC电子结构的影响

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原子与分子物理学报 2025年第3期42卷 173-179页

作者：秦彦军张建强杨慧雅方峥范晓珍邝富丽叶慧群方允樟浙江师范大学物理与电子信息工程学院金华321004 新疆理工学院理学院阿克苏843100 浙江旅游职业学院杭州311231

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了单轴应变对本征和N掺杂4H-SiC电子结构的影响.研究表明应变可以有效调控本征和N掺杂4H-SiC的带隙,在拉应变作用下,带隙单调减小;而在压应变作用下,带隙先增大后减小,当压应变为-1%时,带隙... 详细信息

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了单轴应变对本征和N掺杂4H-SiC电子结构的影响.研究表明应变可以有效调控本征和N掺杂4H-SiC的带隙,在拉应变作用下,带隙单调减小;而在压应变作用下,带隙先增大后减小,当压应变为-1%时,带隙达到最大值.对态密度的分析可知本征和N掺杂4H-SiC的价带顶主要来自Si 3p和C 2p态电子,导带底主要来自Si 3p态电子,C 2p态和Si 3p态通过影响价带顶和导带底从而导致应变结构中带隙发生变化.通过Mulliken布局和差分电荷密度分析可知,随着晶格常数的增加Si原子向C原子和N原子转移的电荷减少,同时Si-C原子和Si-N原子之间的共价性减弱.

关键词： 4H-SiC 单轴应变电子结构第一性原理

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电子信息专业学生科技创新实践深化探究

科技风 2025年第1期 64-66页

作者：江敏西华师范大学电子信息工程学院四川南充637002

随着信息时代的发展,电子信息专业学生不仅要学习好理论知识,还要深入地开展专业实践技能的训练,掌握对复杂问题的解决方法,以此满足当前社会对人才的要求。本文以我校电子信息专业学生在科技创新实践能力为研究对象,对当前学生在科技... 详细信息

随着信息时代的发展,电子信息专业学生不仅要学习好理论知识,还要深入地开展专业实践技能的训练,掌握对复杂问题的解决方法,以此满足当前社会对人才的要求。本文以我校电子信息专业学生在科技创新实践能力为研究对象,对当前学生在科技创新实践中所面临的问题进行分析。从课程教学创新改革、强化学科竞赛、健全实验室开发制度、优化“导师制”制度、加强校企合作、健全评价激励机制等诸多方面出发,构建以创新实践能力提升为目标的培养体系。实践表明,这些措施对提升学生科技创新能力是有效的。这对普通本科高校在对电子信息类学生科技实践创新改革上具有一定的参考价值。

关键词：电子信息专业实践创新改革

改进YOLOv5s算法的PCB缺陷检测方法

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无线电工程 2025年

作者：赵奕翔苏检德何富运郑泳泉广西师范大学电子与信息工程学院

为提升印刷电路板（Printed Circuit Board，PCB）缺陷检测的精度和效率，提出了一种改进的YOLOv5s算法，命名为YOLOv5-pbe。该算法进行了四项关键优化：第一，在主干网络中引入了极化自注意力机制（Positional Self-Attention，PSA）... 详细信息

为提升印刷电路板（Printed Circuit Board，PCB）缺陷检测的精度和效率，提出了一种改进的YOLOv5s算法，命名为YOLOv5-pbe。该算法进行了四项关键优化：第一，在主干网络中引入了极化自注意力机制（Positional Self-Attention，PSA），加强了对关键特征的提取，提升了整体特征提取的效率。第二，通过将路径聚合网络（Path Aggregation Network，PANet）结构替换为双向特征金字塔网络（Bidirectional Feature Pyramid Network，BiFPN）来优化颈部网络，增强了多尺度特征融合，并改善了低层特征的利用，尤其在微小缺陷检测方面表现突出。第三，新增了基于P2特征图的高分辨率检测头，专门针对微小PCB缺陷，弥补了原YOLOv5s算法在检测微小目标时的不足。第四，采用高效交并比（Expected Intersection over Union，EIoU）损失函数替代完全交并比（Complete Intersection over Union，CIoU）损失函数，减少了边界框的几何不匹配问题，显著提高了边界框回归的精度。实验结果表明，YOLOv5-pbe算法在各项指标上均优于YOLOv5s算法，平均精度（mAP@0.5）提升6.8%，精度提升2.8%，召回率提升8.7%，特别是在微小缺陷检测方面表现优异。该研究为工业应用中的高效PCB缺陷检测提供了可靠的解决方案，具有广泛的应用前景。

关键词： PCB缺陷检测 PSA注意力机制微小目标检测 YOLOv5s

基于DQN的智能电动汽车动态充电调度算法研究

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广西师范大学学报(自然科学版) 2025年

作者：黄媛艳路旋詹凯杰曾海勇广西师范大学广西类脑计算与智能芯片重点实验室电子与信息工程学院/集成电路学院广西师范大学广西高校集成电路与微系统重点实验室电子与信息工程学院/集成电路学院

随着电动汽车的广泛应用和环保政策的推行，合理调度电动汽车的充电行为对于满足用户需求和保障电网稳定性变得愈发重要。针对智能电网中电动汽车车主的差异化充电需求和传统机器学习算法存在的维数灾难问题，本文提出了一种基于深度Q... 详细信息

随着电动汽车的广泛应用和环保政策的推行，合理调度电动汽车的充电行为对于满足用户需求和保障电网稳定性变得愈发重要。针对智能电网中电动汽车车主的差异化充电需求和传统机器学习算法存在的维数灾难问题，本文提出了一种基于深度Q网络（deep Q-network， DQN）的电动汽车充电调度算法。该算法利用深度强化学习的优势，结合实时电价和车辆状态等信息，动态调整电动汽车的充放电行为，旨在最大化经济效益并优化电网负荷。实验结果表明，与非受控式充电策略相比，本文提出的算法在30天的测试期内可降低充电成本约65.6%，能够有效适应电网实时价格波动和用户需求变化，减少了高峰充电需求，有效降低了充电成本，提高了电网的稳定性。

关键词：电动汽车充电调度深度强化学习能量优化管理车联网智能电网信息交互

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基于大语言模型的业务流程语义异常检测方法

计算机集成制造系统 2025年

作者：关威曹健赵海燕姚艳上海交通大学电子信息与电气工程学院上海理工大学光电信息与计算机工程学院曲阜师范大学计算机学院

识别并处理业务流程中的异常对于确保企业稳定运营至关重要。虽然现有方法常通过统计分析频率来发现异常，但低频行为并不一定代表异常。因此，从语义角度检测异常已成为研究热点。为此，本文提出了一种基于大语言模型的业务流程语义异... 详细信息

识别并处理业务流程中的异常对于确保企业稳定运营至关重要。虽然现有方法常通过统计分析频率来发现异常，但低频行为并不一定代表异常。因此，从语义角度检测异常已成为研究热点。为此，本文提出了一种基于大语言模型的业务流程语义异常检测方法，名为SemAD。具体来说，通过微调大语言模型使其能够重建正常轨迹，并根据重建误差检测异常情况。本文设计了一种新颖的词元异常分数计算方法。由于每个执行的活动（事件）会被分词为多个词元，事件的异常分数由所有词元的异常分数聚合而成。实验证明，SemAD在泛化能力和给定流程的学习方面均优于现有的最先进的业务流程语义异常检测方法。

关键词：业务流程异常检测大语言模型流程挖掘事件日志

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全双工中继和速率分割协同的安全传输方案

西安电子科技大学学报 2025年

作者：魏明生端思轶李世党高全学李春国江苏师范大学物理与电子工程学院东南大学信息科学与工程学院西安电子科技大学通信工程学院

针对传统网络框架存在的诸如覆盖范围受限、系统容量偏低等固有缺陷，考虑具有不可信用户中继与速率分割协作通信中的安全问题，构建了远端用户的平均保密率与公共信息可达速率的加权和的最大化问题。首次将速率分割多址技术与协作中继... 详细信息

针对传统网络框架存在的诸如覆盖范围受限、系统容量偏低等固有缺陷，考虑具有不可信用户中继与速率分割协作通信中的安全问题，构建了远端用户的平均保密率与公共信息可达速率的加权和的最大化问题。首次将速率分割多址技术与协作中继技术相结合，同时考虑了公共消息广播特性可能引发的公共信息泄露风险，由于该问题中存在变量的耦合和非线性约束，导致其非凸特性，无法直接求解。因此考虑基站和中继设备的功率预算的约束下，联合优化预编码矩阵、公共信息分割和设备到设备的发射功率，并采用连续凸逼近的方法，引入松弛变量，线性化处理非凸约束，将该非凸问题转换为易求解的凸问题，并进而设计了一种全双工协作速率分割的迭代优化算法，避免了时间资源的浪费。仿真结果证明了所提方案的优越性。相比已有半双工速率分割多址方案，具有更良好的收敛性，硬件配置实时性有相应改善；同时相比不协作速率分割多址方案，可以实现更高的安全传输速率，为远端用户提供切实的安全保障。

关键词：协作通信优化算法安全速率预编码速率分割多址

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高温退火增强碳纳米管的生物电化学性能研究

材料导报 2025年

作者：岳庆李文全盛鸿伟兰伟青海师范大学物理与电子信息工程学院兰州大学物理科学与技术学院

以生物电催化为基础的各种氧化还原酶常用于开发生物电子器件，如生物燃料电池和生物传感器。然而，酶-电极界面电子转移效率低下是限制酶生物电催化系统实际应用的主要瓶颈问题。基于此，本文选择使用最为广泛的葡萄糖氧化酶为模型酶... 详细信息

以生物电催化为基础的各种氧化还原酶常用于开发生物电子器件，如生物燃料电池和生物传感器。然而，酶-电极界面电子转移效率低下是限制酶生物电催化系统实际应用的主要瓶颈问题。基于此，本文选择使用最为广泛的葡萄糖氧化酶为模型酶，以碳纳米管 (CNTs) 作为电子转移介质和酶固定载体，探究了高温退火对葡萄糖氧化酶 (GOx) 电子转移和催化活性的影响。重点研究了高温退火处理对CNTs的微观形貌、晶体结构以及石墨化程度的影响，以及结构与生物电化学性能之间的构效关系。研究结果表明退火提高了CNTs的石墨化程度，增强了电子转移能力和催化活性，与未退火的CNTs相比，GOx的活性中心与退火后CNTs相互作用明显提升。本研究对构筑基于纳米碳材料的高性能酶生物电极具有重要的指导意义。

关键词：碳纳米管高温退火葡萄糖氧化酶生物电化学