关键词： 产业竞争力   数字化转型   可编程控制器   信息技术   工控系统   实时系统   工业互联网   华龙  

摘要： 2023年12月27日,在中国工业互联网研究院举办的“国产高端工控系统研讨会”上,深圳华龙讯达信息技术股份有限公司发布了新型国产自主可控大型可编程控制器JICPLC8010。该控制器从处理器到实时系统、编译器均实现了完全国产化,填补了我国高端PLC设备与应用空白,对增强我国工控产业竞争力,助力工业企业数字化转型和智能化升级具有重要意义。

关键词： 数据流时序模型   数据流图   嵌入式软件   时序偏离检测   多线程   时序分析   梯度下降算法  

摘要： 针对航天嵌入式软件(aerospace embedded software,AES)时序需求复杂带来的时序需求定义不准确问题,提出一种基于MARTE(modeling and analysis of real-time and embedded systems)模型的数据流时序(data flow timing based on MARTE,DFT-MARTE)模型,设计基于该模型的处理点缓存计算算法、时序偏离概率检测算法和时序序列分析算法。处理点缓存计算算法动态更新缓存空间,使后续时序检测正常执行;时序偏离概率检测算法利用多线程并发模拟时序特性,检测需求中时序偏离问题;时序序列分析算法是基于梯度下降算法,拟合时序序列,指导用户优化需求。该模型相比传统数据流模型更适用航天嵌入式软件,利于后续开发和维护,具有极高的应用价值。

关键词： 红外天文观测   红外焦平面读出电路   低功耗   非破坏性读出   读出噪声  

摘要： 成功设计了一款天文应用的640×512短波红外焦平面读出电路。由于红外天文观测具有极低背景辐射、光子通量低的特点,为了实现探测器的高信噪比,需要降低器件的暗电流和电路噪声。电路采用有效的功耗管理策略,在保证电路正常工作的前提下尽可能地降低电路功耗以减小电路辉光对器件暗电流的影响。同时,研究非破坏性读出的数字功能,实现了超长的积分时间和信号的多帧累积,并作为一种斜坡采样的策略有效地降低读出噪声。短波HgCdTe焦平面的测试结果符合理论设计预期,开启电路非破坏性读出功能,设置6 000 s的积分时间,当电路功耗调低至14.04 mW时暗电流为0.9 e-·pixel^(-1)·s^(-1)。读出噪声在两档增益下分别为50 e-(10 fF)和27 e-(5 fF),非线性度低于0.1%。

关键词： 小目标检测   特征融合网络   浅层特征加固   通道注意力机制   无依托供电   目标检测环境多变   低功耗  

摘要： 针对现有目标检测模型在无依托供电场景存在检测效果不稳定、小目标大量漏检的问题,基于YOLOv4-tiny提出一种改进模型AMS-YOLOv4-tiny。通过在主干网之后引入更平滑的Mish函数、设计一种浅层特征加固的特征融合网络SCFPN、反复嵌入通道注意力机制3种策略,大幅提升预测特征层对目标的表达能力。实验结果表明,算法在PASCAL VOC07+12数据集上的mAP(mean of average precision)达到87.19%,相比YOLOv4-tiny提高4.45%,且部署在嵌入式设备上进行可行性验证,满足多种复杂场景下人车检测任务的精度与实时性要求。

关键词： 反相器   同质结   二硫化钼   自偏置   北京科技大学   晶体管   二维半导体材料   低功耗器件  

摘要： 近日,北京科技大学张铮教授团队和张跃院士团队在二维半导体材料低功耗器件架构方面取得进展。研究成果以“自偏置二硫化钼晶体管基同质结负载型反相器用于亚皮瓦级计算”为题,于2024年1月8日发表在《自然·电子》上。

关键词： 智能化电网   自供电   低功耗   能量管理   温度监测   变压器  

摘要： 针对智能化电网的需求以及电力设备温度监测节点的电源问题,研发基于自供电的低功耗电力设备监测系统。利用热电转换模块将热能直接转换成电能,基于FEH710热电管理芯片设计能量管理电路为节点提供稳定电能,节点由温度传感器DS18B20、低功耗单片机STC15W4K32S4、无线射频芯片nRF24L01P组成,电路采用低功耗设计,在程序和电路上对系统进行低功耗处理。实验结果表明,正常工作情况下节点的功耗为115.50 mW;热端温度为60℃时,能量管理电路可输出183.26 mW功耗,满足节点的电能需求,并可以将多余的电量进行储存。该系统能够为变压器的安全运行提供技术保障,推动电力设备的数字化发展。

关键词： 传感网络   跨平台访问端   串口通信   多线程   时空关联性   时序补偿  

摘要： 串口是外部串行设备与计算机之间的关键数据传输通道,由于跨平台访问端的传感器数据来自不同平台,具有显著独立性,融合难度较大,直接影响多线程通信效率。提出一种针对跨平台访问端传感网络的串口通信多线程实现方法。构建跨平台访问端,采用统计概率置信度算法,修正或剔除传感网络数据中的异常值。从时间相关性和空间相关性,完成传感网络的数据融合。依据信标时序补偿网络时钟同步法、父子链路时序轮转调度法,分配多线程执行信息传输,实现跨平台访问端传感网络串口多线程通信。实验表明:当线程数量由1增加至16时,在低网络流量和高网络流量负载情况下,所提方法的传感网络延迟可控制在0.53 ms以内。且在相同传输错漏率下,所提方法的进程平均超限步数始终更低。

关键词： VLSI芯片  

ISBN: (纸本)9787030769190

摘要： 本书主要内容包括UPF建模、功耗感知标准库、基于UPF的动态功耗仿真、基于UPF的静态功耗验证等。本书风格简洁实用，面向VLSI低功耗设计和验证领域从初学者到专家的广泛人群。

关键词： MEMS   气体传感器   脉冲驱动   NO2检测   超低功耗  

摘要： 金属氧化物半导体（MOS）气体传感器被广泛应用于众多领域,如:大气环境监测、医疗健康、农业生产等。与传统的检测方法相比（气相色谱-质谱法、非色散红外分析法等）,其具有灵敏度高、响应时间快、体积小、成本低等优点。然而,MOS气体传感器的工作温度通常在100～450℃范围之间。这是由于在较高温度的热激发条件下,金属氧化物表面的电子更易被气氛中的氧分子捕获,形成化学吸附氧,从而与目标气体发生氧化还原反应,使器件的导电性发生改变。因此,MOS气体传感器内部通常会配置加热电极来提供合适的工作温度,这也使传感器产生了较高的功耗。随着物联网、人工智能技术的快速发展,气体传感器的应用场景大幅增加,低功耗、小型化、集成化是传感器未来的发展趋势。本文采用脉冲电压驱动的加热方式降低器件功耗,并研究在此加热方式下MEMS传感器对二氧化氮（NO2）的气敏特性,分析不同加热方式下气体扩散行为及敏感机理。 本文的主要研究内容如下: （1）利用脉冲电压驱动的加热方式降低MEMS传感器的功耗。选择商用MEMS NO2气体传感器（GM-102B）来研究和验证该策略的可行性。以脉冲驱动电压(Ton=0.1 s,Toff=29.9 s)作为加热电压,在此加热模式下,传感器能够达到其最佳工作温度210℃,且加热功耗仅为0.09 m W,是直流加热方式下的1/300。分析在脉冲电压加热模式下传感器的电阻变化,控制电阻信号的采样时刻,消除不同温度对传感器电阻信号的影响,合理定义灵敏度。在脉冲电压驱动下,传感器对0.1～4 ppm的NO2表现出较高的灵敏度,对1 ppm NO2的响应为6.03,比直流加热方式下的灵敏度（2.75）提高了2.2倍。 （2）制备了基于分等级氧化铟（In2O3）的MEMS NO2气体传感器,研究脉冲电压驱动下传感器的气敏特性。采用水热法制备了分等级结构的In2O3气敏材料,其疏松多孔的表面结构为气体扩散提供更多的通道,并且材料富含氧空位,为反应提供大量的活性位点。在脉冲电压驱动下(Ton=0.1 s,Toff=29.9 s),MEMS传感器对低浓度NO2的检测具有更高的灵敏度,检测下限由直流方式下的1 ppm降低至100 ppb,且传感器表现出良好的响应/恢复特性,传感器的平均功耗低至0.075 m W。在脉冲电压驱动模式下,休眠阶段减少了目标气体的解吸,并驱动目标气体向传感层内部扩散,为下一个脉冲周期内的加热阶段的连续氧化还原反应提供反应气体。 综上所述,本论文通过脉冲电压驱动MEMS气体传感器的方式,在有效降低功耗的同时,传感器对NO2的气敏特性也得到了优化。对脉冲驱动加热方式下气体分子的扩散行为及材料的敏感机理进行分析,为今后传感器在功耗要求更为苛刻的可穿戴、便携式设备和物联网等领域的应用提供了新的工作模式。