2024年, 第45卷, 第5期　
刊出日期：2024-10-10

  

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综述
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  盲语音去混响研究综述

  曲万春, 梅铁民

  微处理机. 2024, 45(5): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.05.001

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  盲语音去混响作为语音信号处理领域的一个重要研究问题,在通信、人机交互、人工智能、生物医学工程和消费电子等多个领域具有广泛应用。根据声源是否已知,盲语音去混响主要分为两种方法：在声源未知的情况下对接收信号进行盲解卷积,或在已知声源的情况下对声源信号进行盲预补偿。本文在详细梳理该领域发展历程与研究成果的基础上,对这项技术的应用前景、主要研究方法、研究成果以及存在的问题进行了深入分析和论述,为该领域的进一步深入研究打下基础。
研究
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  基于斩波稳定技术的可编程增益放大器^*

  陈泽锴, 卢宏斌, 汪家奇, 申人升

  微处理机. 2024, 45(5): 7-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.05.002

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  为满足模拟前端检测电路的低噪声、低失调的要求,介绍一种采用0.18 μm CMOS工艺制作的基于斩波稳定技术的可编程增益放大器。采用斩波稳定技术降低失调与低频1/f噪声,利用可编程增益级提高模拟前端电路输出摆幅的利用率,以满足不同环境下的检测需求。该款放大器从1 Hz到10 kHz的等效输入噪声积分值为1.43 μV,使用阻抗增强电路实现4.52 GΩ的运放输入阻抗;采用C-2C电容阵列作为可变电容阵列,可实现0~15倍最小步长1/64倍的增益调节,对于需要精细化调节增益的低噪声电路有广泛的应用场景。
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  一种基于二维小波变换图像无损压缩的VLSI设计与实现^*

  沈鸿媛, 郝亚喆

  微处理机. 2024, 45(5): 13-16. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.05.003

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  针对离散小波变换的提升算法进行研究和优化,提出一种基于5/3的二维离散小波变换的硬件架构。离散小波变换整体工作过程都采用了并行输入输出结构,使用内部 RAM 对计算过程中间变量进行暂存。将三级流水线结构运用到列滤波器和行滤波器的设计上,设计出逻辑较为简单且内存较小的转置单元。减少外部RAM存储空间,采用5个RAM对小波系数进行存储。通过实验,在XILINX KC705型现场可编程逻辑门阵列上实现无损压缩系统,对4幅图像进行压缩,压缩比在1.3~2之间。本设计节约了硬件资源消耗,缩小了关键路径延时,DWT模块工作频率可达219 MHz,在实际应用中具有一定的技术优势。
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  硅基结势垒肖特基二极管仿真设计

  王卉如, 贾文博, 任向阳, 张治国, 李永清, 刘宏伟, 何方, 祝永峰, 李颖, 钱薪竹

  微处理机. 2024, 45(5): 17-19. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.05.004

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  为实现硅基结势垒控制肖特基（JBS）二极管低反向漏电流和高击穿电压的双重目标,使用TCAD软件建立耐压值为60 V的JBS二极管仿真模型。通过研究其正向导通状态和反向截止状态的工作原理,模拟施加电压观察内部电场分布情况,仿真不同P⁺区间隔距离对反向漏电流和耐压能力的影响。通过分析JBS二极管的仿真结果,可选择合适的P⁺区间隔距离,以优化硅基JBS二极管的性能,降低反向漏电流并提高耐压能力,对于JBS功率半导体器件参数优化具有重要意义。
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  一种带有斩波调制的带隙基准源设计

  朱翔, 黄嵩人

  微处理机. 2024, 45(5): 20-24. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.05.005

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  为了降低失调电压和噪声对传统带隙基准的影响,采用SMIC 40 nm CMOS工艺,提出一种低温漂、低噪声、高精度的电压型带隙基准。对温度系数调制电阻和输出分压电阻采用电阻矩阵修调,减小工艺对温度系数和带隙基准电压的影响;采用斩波调制与低通滤波器结合,大幅减小失调电压和噪声对基准电压的影响。使用Cadence Spectre工具进行仿真,当电源电压为3.3 V时,典型条件下该基准源在-40~125 ℃的温度范围内输出电压的温度系数为5.87×10^-6/℃,加入斩波电路后,噪声相较普通带隙基准显著降低,且相对精度提高了50倍。
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  FDDLTE/NR动态频谱共享的性能分析

  李世博, 田宇琪, 孙庆, 乔宝民, 武燕燕, 吴松

  微处理机. 2024, 45(5): 25-28. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.05.006

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  本研究探讨了FDD LTE/NR动态频谱共享（DSS）技术在5G网络中的应用及其性能。研究选择1.8 GHz频段,在室内环境中进行了实验测试。测试采用路测和CQT方法,比较了LTE单模、NR单模和DSS模式下的网络性能。从RSRP、SINR、MCS、占用RB数以及吞吐量角度多维度地验证动态频谱共享的性能。结果显示,DSS技术在提高频谱利用率的同时,对LTE和NR性能都有一定影响。LTE性能损失在3%到8%之间,而NR性能损失在10%到22%之间。DSS技术能根据LTE和NR的业务需求灵活调整资源,在5G终端普及和网络发展的背景下,可有效提升网络容量和频谱效率。
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  基于路径排序的元路径模式搜索算法

  李振军, 赵华, 刘祖军, 陶周天, 杨斌, 黄嘉琦, 谭卓, 邢颖

  微处理机. 2024, 45(5): 29-32. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.05.007

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  针对现有的基于元路径模式建模的异质图神经网络模型灵活性和完全性较差的问题,为进一步提高异质图神经网络模型的效率,基于对现有模型原理的详细分析,提出一种双向路径排序（FR-PR）算法。该算法发挥了图神经网络作为一种基于深度学习的图表示技术在提取图数据特征方面的优越性能,可以自动识别异质图中的元路径模式,并对其进行排序。通过实验,在常用开源异质图数据集上与目前已有的可提取异质图元路径模式的模型进行对比分析,验证了算法的有效性。
应用
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  基于BERT的毕业生就业舆情分析系统设计与实现^*

  罗佳, 李泽平

  微处理机. 2024, 45(5): 33-36. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.05.008

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  为辅助相关部门更好地掌握毕业生就业网络舆情,利用大数据和人工智能技术,开发一种针对高校毕业生求职期间网络舆情的分析系统。系统基于BERT模型,通过爬虫技术从社交媒体中收集数据,将收集的数据预处理后利用深度学习训练出情感分析模型,并使用前端、后端技术,结合对模型的训练结果,将模型集成进网络舆情分析系统当中。目前该系统已研制完成并通过相关部门评审,即将投入使用,以期在全局舆情控制和引导目标方面发挥作用。
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  随机森林算法下智慧课堂多维度数据挖掘研究^*

  王艳华

  微处理机. 2024, 45(5): 37-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.05.009

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  针对智慧课堂中由于多维度数据特征复杂导致数据挖掘难度增加的问题,为提高数据挖掘的查全率、查准率和挖掘效率,提出了一种基于随机森林算法的智慧课堂多维度数据挖掘方法。本方法将云平台、教务平台以及其它平台作为智慧课堂多维度数据来源并采集相关数据,同时对采集的数据进行预处理,剔除异常与相似度程度高的数据。根据数据预处理结果与卡方检验原理,从数据中选择与智慧课堂相关的多个维度特征,并根据所选择的特征与随机森林开展多维度数据挖掘。实验结果表明,所提方法表现出了较好的性能,能够显著改善数据挖掘的准确性和可靠性。
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  考虑缺陷随机特征的PCB裸板缺陷图像检测^*

  张婵

  微处理机. 2024, 45(5): 42-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.05.010

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  为提高PCB裸板缺陷检测精度,提出一种考虑缺陷随机特征的新方法。该方法对PCB裸板图像进行预处理,包括灰度化、去噪、划分边界和轮廓;通过定点处理分离缺陷区域和非缺陷区域,提取缺陷随机特征;利用支持向量机进行缺陷分类,并使用随机森林回归模型定位缺陷。针对随机选定的多个PCB板元件位置进行测试,结果显示该方法能有效检测PCB裸板表面缺陷,在多个随机选定的PCB板元件位置上具有较高的检测准确率和较低的漏检率,各阶段检测平均精度均较高,可在PCB生产质量控制过程中发挥重要的实际作用。
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  一种加解密设备模拟终端的设计方法

  黄鑫尧, 周文辉

  微处理机. 2024, 45(5): 46-49. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.05.011

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  传统通信加解密设备在测试阶段受限于加解密设备数量的不足,无法模拟真实场景下大数量级加解密设备对加解密系统的稳定性测试,基于此问题,提出一种加解密模拟终端设备设计方法,利用线程池技术降低设备开辟线程带来的系统资源损耗问题,同时提高设备的并发性;通过建立任务完成时间预测模型,利用最小二乘支持向量回归算法动态预测各线程处理时间并依此确定线程优先级进行调度,保证模拟设备的时延与响应能力,使其能够支持对加解密设备的性能测试。
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  一款适用于多种校验标准的CRC电路设计

  陈昕, 黄嵩人

  微处理机. 2024, 45(5): 50-53. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.05.012

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  基于线性反馈移位寄存器（LFSR）设计了两种不同结构的循环冗余校验（CRC）码生成电路。所设计电路的多项式和阶数均可通过配置寄存器进行调整,使其能够适用于各种国际标准CRC生成多项式的通信系统。详细阐述了电路的改进及设计思想,使用Verilog语言对电路进行RTL级描述,并通过Synopsys公司的VCS工具对代码的语法及可综合性进行检查,随后进行了电路功能仿真。仿真结果验证了本设计的正确性和有效性,为片上系统（SOC）芯片集成适用于各种CRC校验标准的电路提供了理论指导和实践经验。
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  BCD工艺在高压功率驱动电路中的应用

  吴会利, 林雨佳, 孔祥旭, 宋博尊

  微处理机. 2024, 45(5): 54-56. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.05.013

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  随着集成电路技术的快速发展,高压功率驱动电路在工业和汽车电子等领域得到广泛应用。为深入理解、开发和掌握先进BCD工艺技术,更好发挥其兼容Bipolar、CMOS和DMOS工艺的优势,通过介绍BCD工艺的特点及其发展历程,结合600 V高压功率驱动电路的设计,对隔离、高压MOS和版图设计等关键技术展开深入研究。研究可为高压功率驱动电路的设计实现提供有效支持,在当前芯片国产化大趋势下,对提升中国集成电路设计制造水平具有重要意义。
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  基于Abaqus的塑封BGA热变形仿真分析

  李锦勇, 彭振飞, 朱钟琦, 赵洋

  微处理机. 2024, 45(5): 57-60. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.05.014

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  针对塑封BGA芯片因其组分的尺寸、材料参数差异而在焊接过程中易发生翘曲变形的问题,基于有限元分析软件Abaqus对某款塑封BGA进行建模,模拟其在焊接过程中的变形情况。研究计算并分析了三种塑封料及不同厚度基板、塑封料对焊点凝固时芯片变形量的影响。分析结果表明,该芯片变形的计算值与Shadow Moiré实测值相近,进一步揭示出塑封料与基板的热膨胀系数的匹配度以及在一定范围内基板和塑封料的厚度对芯片变形量的影响规律。研究结论有助于更优化地调整材料选型及尺寸比,在设计阶段提高芯片的抗热变形能力。
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  基于Simulink的纯电动装载机代码生成与应用研究

  宋永琴, 张译, 宋沁

  微处理机. 2024, 45(5): 61-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.05.015

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  随着纯电动装载机技术的不断进步和系统复杂性的提升,鉴于传统手工编程方法已难以满足高效、精确的电控系统开发需求,提出一种基于Simulink的纯电动装载机实时控制系统自动代码生成方法。利用TC1784/TC1797作为控制器的CPU,搭建底层驱动架构,在Simulink平台构建多功能的嵌入式控制单元算法模型。通过一键式操作自动生成可在控制器平台上运行的嵌入式代码,实现纯电动装载机的实时整机控制系统开发。实际应用验证表明,该方法不仅可行且准确,能显著缩短开发周期,降低后期代码维护成本,为纯电动装载机的高效开发与优化提供有力支持。