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关键词： 灵活高效池化   硬件加速   Verilog HDL   数据复用  

摘要： 近年来,神经网络加速器逐渐成为研究热点,其中池化层是神经网络加速器的重要组成部分。使用专门的硬件设计方法设计池化层具有过程快和方便修改的优势,但也存在以下问题:不同的池化设计方案由于缺乏向上兼容性而无法适配到最新的神经网络;由于现有的池化方案数据间的复用程度低,导致池化性能偏低。基于此,提出一种面向神经网络池化层的灵活高效的硬件设计。该设计使用Verilog硬件描述语言实现,尽可能考虑到池化算法的各项参数,进而适配最新的神经网络,采取二维拆分与多数据递进处理使其具备高兼容性;结合行缓存提高该设计的性能;乒乓缓存、伪填充及特定池化核延展进一步降低资源使用量。通过实验对多个神经网络中的池化层进行了验证,结果表明,在200 MHz的工作频率下,与CPU(AMD TR Pro 3995WX)相比,运行最大池化最高可实现536倍的加速效果;运行平均池化最高可实现11 248倍的加速效果;运行YOLOv5的池化层时,与通用的数据不复用的方案相比,可以达到以3.5倍的资源获得27倍的加速比;运行GoogleNet的池化层时,与HLS设计方案相比,可实现接近同等的资源获得555倍的加速比。

关键词： 全同态密码算法   资源密集型   NTT算法   硬件设计   多周期并行化   流水化  

摘要： 目前BGV、BFV、CKKS等典型全同态密码算法中,多项式环上乘法运算资源占用大、性能慢,是全同态密码算法硬件高效实现的难点,通常采用快速数论变换(Number Theoretic Transforms,NTT)算法进行加速设计。通过分析资源密集型NTT算法硬件设计的关键问题,优化典型NTT算法流程,提出了多周期并行化与单蝶形单元流水化两种硬件设计方案,重点分析了流水化设计的核心要点,并给出模块整体结构及仿真验证结果,结合性能与资源消耗评估情况,为资源密集型NTT算法不同参数的实用化硬件设计提供参考。研究表明,在资源与性能折中的情况下,采用流水化设计具有较高的资源性能比,为优先选择方案。

关键词： 工业机器人   PLC   软件设计   硬件设计   抗扰动控制  

摘要： 控制系统的控制能力决定了工业机器人作业的灵活性,传统的工业机器人控制系统存在机械臂跟踪轨迹误差大、扰动大、控制不精确等问题。为解决这些问题,以PLC为基础,对工业机器人的抗扰动控制系统进行了设计。在对其进行运动学分析的基础上,研究了PLC控制系统的硬件结构、信号分配、通信系统,设计了抗扰控制器的,以增强其对干扰的抵抗能力。

关键词： NFC   移动通信   终端硬件电路  

摘要： 文章提出了一种基于NFC技术的移动通信终端硬件电路设计,利用NFC功能实现移动通信终端与其他设备的数据传输。该设计基于手机NFC功能的应用场景,详细介绍了其硬件电路的设计方法和关键技术,并进行了实验验证。结果表明,该设计实现了对移动通信终端与其他设备的数据传输功能,具有较高的应用价值。

关键词： 超级电容   电池管理   硬件设计  

摘要： 随着智能网联、智能座舱、智能驾驶、OTA等一系列的功能在新能源汽车的普及应用,对车载12V低压电源系统的供电能力以及汽车功能安全提出了更高的要求。其中超级电容具备高功率、宽温度、长寿命、高安全优点,更加适合于电动汽车的低压启动电源。超级电容作为低压启动电源的能量载体,同样需要设计一套独立的系统对电芯进行管理。本文以STC32G12K128单片机作为控制核心,对12V超级电容系统的电流、单体电压、温度采集电路进行设计。

关键词： DPS   高压带电作业机器人   硬件设计   程序设计   控制系统  

摘要： 由于高压带电作业机器人控制精度问题会影响作业效率和作业质量,为此设计基于DPS的高压带电作业机器人控制系统。系统采用下位机层、中间通信层、上位机层等3层系统框架。硬件部分以DPS摄像机采集的图像为基础,在DSP芯片控制下,通过电极带动驱动器控制高压带电作业机器人作业。在软件部分设计3个关键程序,即作业目标识别程序、高压带电作业机器人作业规划程序、高压带电作业机器人位置控制程序。结果表明,应用所设计系统后,带电作业机器人实际作业路径与预期最佳路径之间的拟合优度基本维持在0.9以上,说明系统对高压带电作业机器人的控制效果好。

关键词： 神经网络   热风炉   模糊控制系统   硬件设计   软件设计  

摘要： 钢铁作为我国制造业、建筑业不可或缺的资源,在我国的基础建设中发挥了重要的作用。高炉炼铁是目前进行钢铁加工的主要手段,在热风炉的加热下将从矿山采集的铁原材以及焦炭、煤粉进行混合燃烧,将燃烧产生的热风送入高炉内在进行炼铁加工。热风炉在高炉炼铁中的作用可见一斑。有效的控制热风炉的燃烧过程,保证其蓄热充分,能够最大程度的减少资源浪费。探讨了一种基于神经网络的热风炉模糊控制系统,从热风炉的工艺控制流程入手分析,介绍了基于神经网络的热风炉的模糊控制系统硬件以及软件设计,最后对这一系统的现场实际应用效果进行了分析,结果发现神经网络模糊控制系统具有较高的可行性,提升热风炉的工作效率,保证高炉冶炼的效果。

关键词： PLC   供水   变频调速  

摘要： 供水系统作为国家基础性建设之一,发挥着不可或缺的作用,其安全、节能、持久及稳定性对社会发展产生了重大的影响。本文设计了一种基于可编程控制器的恒压供水系统,系统以三菱FX3U-32MR型PLC为控制核心,压力传感器DEC-308完成用户水压检测与反馈,FX3U-3AADP扩展模块完成实现A/D、D/A转换,三菱F740变频器实现变频调速。通过实践,分析结果发现,本系统具有硬件电路简单、性价比高、工作可靠的特点,满足恒压供水的基本控制要求。

关键词： 单片机   直流伺服电机   调速系统   控制算法   硬件设计  

摘要： 在工业自动化领域,电机作为最常见的驱动元件之一,广泛应用于各种生产设备和机械系统中。而在许多应用场景中,要求电机能够实现精确的转速和位置控制,以满足复杂的生产工艺需求。文章旨在设计基于单片机的直流伺服电机调速系统,介绍了直流伺服电机的基本原理和调速方法,以及单片机在电机控制中的应用,详细阐述了系统的硬件设计和软件程序设计。通过实验验证系统性能,分析了调速性能、稳定性和鲁棒性。实验结果表明,设计的系统能够实现精确的伺服电机调速,具有良好的性能表现。

关键词： 多旋翼飞行器   工业环境质量监测仪   硬件设计   软件设计  

摘要： 基于多旋翼飞行器和单片机等技术,设计了一种可操作性强且能综合监测全面指标的大气监测系统。对该系统的软硬件设计等进行了综合分析,对多旋翼飞行器工业环境质量监测仪系统的监测采集情况、飞行动力系统工作情况等进行了验证,结果表明该系统各项指标均达到要求范围,具有稳定、可靠且同等功能条件下系统实现成本极为低廉等优势。