关键词： 加速器   卷积神经网络   现场可编程门阵列   数据流水技术   软硬件协同  

摘要： 近年来,卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)在目标检测、场景分割、图片分类等领域的应用中取得了举世瞩目的成绩,然而随着应用对精度要求的不断提升、模型参数量不断增加、所需计算量不断增大,这使得在“边”“端”侧资源有限的平台上部署低延时应用极具挑战.虽然采用GPU可以完成CNN模型加速计算的理论验证,但受限于GPU定制改造成本以及其自身功耗,无法在实际低功耗系统中应用.相比而言,作为低功耗高性能系统,FPGA平台具备高性能计算能力以及硬件可重构的特点,适于完成CNN加速.当前利用FPGA可重构性的定制计算技术虽然可整合加速器以应对多变的CNN应用场景,调整加速器结构以适配应用计算保证功耗效率.然而,现有卷积神经网络FPGA加速器的瓶颈在于卷积神经网络算法适配性不佳,由此会导致计算间隙大、时延浪费、计算资源使用率低的问题.本文针对CNN算法因局部参数共享所导致的计算密集的特点,重新组织数据流结构以适应并行运算.针对资源有限制的FPGA板卡,本文自底向上定制了矩阵乘法、卷积计算、池化计算等单元,最终组成Ultra加速器(Ultra Accelerator,UltraAcc);同时,本文设计了评估模型进行超参数调优,从底层单元到计算层单元再到整个计算链都做了对存储资源、计算资源、运行时延的评估,再配合神经网络训练的精度,从而实现在软件硬件两个方面平衡优化整个应用系统.Ultra加速器在Ultra96板卡上平均吞吐量可以达到126.72 GOPs,是IEEE/ACM DAC-SDC’19冠军方法的5.47倍.采用Ultra加速器本团队参与了DAC-SDC’20低功耗目标检测的比赛,最终以精度IoU 0.65、速度FPS 212.73、消耗能量1.64kJ夺得2020年该赛项冠军.

关键词： 定点数指数   二进双曲旋转CORDIC   VLSI实现   面积   功耗  

摘要： 现有的坐标旋转数字计算机(CORDIC)算法计算二进指数时,需要采用乘法器进行换底操作,增大了硬件消耗。为了解决此问题,提出了全新的可直接用于计算二进指数的二元双曲旋转CORDIC(BHR CORDIC)算法,得到了定点数指数计算单元,并将其描述成Verilog硬件描述语言(HDL)。基于65 nm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺,对提出的定点数指数计算单元进行综合,结果表明:相较于现有技术,基于BHR CORDIC定点数指数计算单元的超大规模集成电路(VLSI)的实现,可节约11.92%的面积和7.63%的功耗,且频率提升2.45%。

关键词： 研华科技   准系统   计算性能   机器人   NVIDIA   EPC   嵌入式   低功耗  

摘要： 工业嵌入式AI解决方案供应商研华科技发布工业准系统EPC R7300,该产品适用于NVIDIA Jetson Orin NX及JetsonOrin Nano模块。利用强大的NVIDIA Jetson Orin模块,EPC R7300将以低功耗(7~25瓦)输出20100TOPS的AI性能。为了便于AI部署,EPC R7300采用了非常紧凑的外形(152×173×50 mm^(3)),具有多种后置I/O配置,其出色的柔性和计算性能为下一代机器人、监控和其它使用边缘推理的应用提供了保障。

关键词： 智能防溜器具箱   防溜器具   智能铁鞋   紧固器   低功耗  

摘要： 调车作业安全是车务系统的安全防范重点,也是惯性事故、违章频发的“重灾区”,其中因为防溜问题直接导致的事故每年来层出不穷。作为日常安全卡控的重点,近年来智能铁鞋,智能紧固器都已应运而生,而针对这些智能防溜器具有效可靠的出入箱管理,充电等功能的防溜器具箱仍然存在很多问题。并且受室外环境影响,一般的智能防溜器具箱无法应用推广。故研发一款基于严寒天气下的低功耗防溜器具箱具成为智能防溜系统推广应用的关键。

关键词： 机坪管网   瞬态模拟   特征线   多线程  

摘要： 为减小水击波动,保障机场加油系统安全平稳运行,基于实际机场加油管线路由图,考虑油库并联泵机组建立机场加油系统水力仿真模型;采用节点压力法进行稳态计算,用特征线法进行瞬态计算,并在波速调整法的基础上引入惯性元件,以线程池的形式进行多线程计算,并与商业软件SPS对比。结果表明:稳态工况下节点压力偏差小于10 kPa,瞬态工况下最大水击压力偏差小于50 kPa,验证了计算的准确性;克服了大量短管造成的计算缓慢问题,进一步提高了管网水力模拟的计算速度,能够应用于管线设计、操作培训、离线仿真等多方面,保障机场加油系统安全运行。

关键词： 计算机技术   TAO   多线程模型   性能分析  

摘要： 在大规模信息系统以及综合化软件系统中,大量的组件间存在着数量可观的接口调用,需要通过中间件完成组件与组件之间的互联互通互操作。面向基于TAO的多线程模型及其原理,提出了面向各种模型的试验及分析,从模型的性能、资源占用量、场景适用性等多个维度,对各种模型的优缺点进行了详细分析。通过对通信中间件开发开展多线程模型的试验测试及结果分析,能够有效支撑应用开发,为底层通信传输的实现提供更精准的选择与匹配。

关键词： CMOS   低功耗   功率分配   有源巴伦  

摘要： 本文采用130 nm CMOS工艺设计了一个低功耗X波段收发机。发射机主要由压控振荡器(VCO)、输出缓冲器组成;接收机主要由低噪声放大器(LNA)和吉尔伯特正交混频器组成。提出的发射机采用互补交叉耦合结构VCO来降低功耗,以输出缓冲器为负载的三端口变压器通过线圈耦合实现本振、发射信号的两路功率分配和缓冲器输出阻抗匹配;接收机的LNA通过电流复用技术将有源巴伦和共源电路进行结构堆叠以共享工作电流,从而实现低功耗。后仿真结果显示,在1.2 V电压下,发射机输出峰值功率为7.1 dBm,在1 MHz频偏下相位噪声为−111.2 dBc/Hz,接收机噪声系数为6.8 dB,增益为24.8 dB,输入1 dB压缩点为−25.4 dBm,提出的收发机同时工作的功耗为100.8 mW,版图面积为1.3 mm×1.9 mm。

关键词： 机器视觉   系统管理   工业物联网   存储资源   系统控制   低功耗   Mach  

摘要： 莱迪思半导体公司推出先进的系统控制FPGA——莱迪思MachXO5T-NX系列,旨在帮助客户应对日益复杂的系统管理设计。MachXO5T-NX FPGA是基于莱迪思Nexus平台的最新低功耗FPGA,具有PCIe先进互连、更多的逻辑和存储资源以及更强大的安全性。这些全新的低功耗器件结合了莱迪思行业领先的低功耗、小尺寸和可靠性,旨在将莱迪思在控制FPGA领域的长期以来的优势赋予企业网络、机器视觉和工业物联网等领域更广泛的控制功能设计和应用中。

关键词： 北斗卫星   中国芯   龙芯   令仪   国产化  

摘要： “我最大的心愿就是匍匐在地,擦净祖国身上的耻辱!”这是女科学家黄令仪发自内心的呐喊。她以八旬高龄带队研制出“龙芯3号”,打破了西方的技术封锁,让歼-20战斗机、北斗卫星都装上了中国芯,让复兴号高铁实现国产化,每年还为国省下2万亿元的芯片支出。可让人遗憾的是,2023年4月20日,民族功臣黄令仪院士逝世于北京,享年86岁。她的名字和显赫功勋,被更多的国人铭记。

关键词： STM32单片机   湿度   自动浇花   低功耗  

摘要： 采用STM32单片机作为主控制器,设计一种自动浇花系统,该系统由主控模块、LP4056锂电池充电管理模块、稳压模块、按键控制模块、湿度采集模块、OLED显示输出模块和水泵控制模块组成。该系统能够实现对花卉土壤湿度的实时监测,监测数据传送至CPU模块,当湿度低于设定阈值时,由单片机启动水泵进行抽水,实现自动浇花功能。系统设计有充电及低功耗模式,工作灵活可靠,具有一定的推广价值。