欢迎访问《微处理机》官方网站!

2025年, 第46卷, 第4期 
刊出日期:2025-08-30
  

  • 全选
    |
    研究
  • 靳展, 李前进, 马霖峰, 杨忠豪
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

    针对现有通信系统中存在信道响应呈现块稀疏特性的问题,对成比例自适应滤波算法展开研究。由于块稀疏信道大幅值系数成簇分布,因此将自适应滤波器抽头权重平均划分成若干分组,将大幅值系数分配到一个或几个分组中,再对每个分组统一分配步长,取代传统算法中为每个系数单独分配步长的方案。本研究在μ律比例归一化最小均方(MPNLMS)算法的代价函数中,加入两种混合范数约束l2,1l2,0,提出l2,1-MPNLMS算法和l2,0-MPNLMS算法,详细推导了所提出的算法,并且在网络回声信道估计背景下对算法性能进行分析。仿真结果表明,与传统算法相比,所提算法无论在处理单块稀疏还是多块稀疏的情况下,都具有更快的收敛速度和更低的稳定性。

  • 陶翰飞, 谭嘉城, 赵静怡, 李业秋, 岱钦
    微处理机. 2025, 46(4): 8-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2025.04.002
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

    为了验证激光诱导击穿光谱技术对不同陈化年份的样品进行快速分类鉴别的可行性,采用激光诱导击穿光谱技术和随机森林相结合研究样品分类问题。采用波长为1 064 nm的纳秒脉冲激光器作为激发光源,能量选取50 mJ,通过光谱仪进行光谱采集,选用样品中常量元素K、Ca、Mg、Fe、Na、Cu的光谱数据,将上述元素谱线的峰值强度进行归一化处理后作为特征变量,通过随机森林建立分类模型,划分训练集与测试集进行训练,分类准确率的算术平均值达到98.89%。研究结果表明,激光诱导击穿光谱技术结合随机森林算法可降低检测灵敏度低和噪声干扰带来的影响,提高分类准确性和可靠性。

  • 张云龙
    微处理机. 2025, 46(4): 13-17. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2025.04.003
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

    针对无线传感器网络受三维环境影响,无法有效构建凸包结构的源节点隐私保护区域问题,提出优化算法。该方法利用节点路由表,在传统二维坐标定位基础上,实现无效节点的标记,进而优化凸包构建过程,再利用优化后的凸包构建源节点隐私保护区域,实现对源节点位置隐私的保护工作。仿真实验结果表明,基于凸包优化的算法可以有效降低节点在构建凸包过程中的能量损耗,降低对于节点硬件条件的需求,有效提高三维凸包的构建效率,能够满足于规模较大的无线传感器网络的应用需求。

  • 郎宁
    微处理机. 2025, 46(4): 18-25. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2025.04.004
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

    由于车-地通信传输过程中,信道状态随着列车的移动和周围环境的变化而不断变化,发射信号经过反射、折射后相互叠加,出现多径效应,而多设备信号交叉覆盖进一步加剧了信道拥挤程度,引发电磁干扰,影响了通信效果。因此,基于无线CBTC系统,针对车-地通信传输抗干扰方法展开研究。设计无线CTBC系统组网,通过多频传输、多天线角度调整、安装车载无线单元等方式控制和处理信号干扰。利用深度学习技术对车-地通信传输过程中多径干扰进行抑制。结合电磁干扰的功率谱分析和脉冲对处理技术,实现对电磁干扰的有效抑制。实验结果表明,采用本研究方法进行干扰抑制后,设备的传输速率稳定维持在35 mbit/s,未出现通信阻塞现象。设备同时在线传输的能力显著提升,降低了无线通信拥挤的风险。通过计算发现反射信号与直射信号的传输距离差值在4~350 m时,不会对接收造成有效干扰,表明本研究提出的抗干扰方法具有良好的抑制效果。

  • 应用
  • 占倩, 梁佳琦, 唐君山, 马家庆
    微处理机. 2025, 46(4): 26-30. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2025.04.005
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

    为解决光伏板在太阳照度经历波动、光伏阵列面临局部遮阴或低辐照度等复杂条件下的最大功率点跟踪(MPPT)问题,引入鹈鹕优化算法(POA)对电压控制环中神经网络的下一级PID控制器的参数进行优化。POA通过智能搜索确定PID控制器的三个关键参数的优化量,在设定合适的种群数和迭代数后,能够收敛到全局最优解。仿真结果表明,优化后的PID控制器能够有效地维持系统在最大功率点附近运行的稳定性,减少振荡现象的发生。该方法的合理性与有效性得到验证,具备工程应用价值。

  • 卢炫霖, 申人升
    微处理机. 2025, 46(4): 31-34. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2025.04.006
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

    本文提出了一种适用于5G通信的14 bit 100 MS/s的Pipelined-SAR ADC设计,包括采样保持模块、第一级6 bit SAR ADC、残差放大器、第二级9 bit SAR ADC和数字冗余矫正模块等结构。其中,采用了一种新型高速高精度全动态比较器来提高SAR ADC的转换速率与转换精度;采用基于Gain-boosting技术的全差分双输入对管运算放大器提升残差放大器的输入摆幅、增益与GBW。使用TSMC 65 nm CMOS工艺进行仿真与验证。结果表明,在1.2 V电源电压和100 MS/s的转换速率下,本设计达到了78.95 dB的SNDR和12.82 bit的ENOB,在精度相同的情况下与传统SAR ADC相比大幅提升了转换速率,该设计可以满足高速高精度的数据采集应用场景。

  • 聂丹凤, 马庆岩
    微处理机. 2025, 46(4): 35-40. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2025.04.007
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

    RISC-V作为一套开放式标准指令集架构,具有开源、指令精简、模块化、可扩展等优点,已成为越来越多SOC芯片的主流架构。以太网IP主要负责网络通信,是每个SOC芯片必不可少的模块。以太网IP为RISC-V生态系统提供了强大的网络通信能力,适用于从嵌入式设备到高性能计算的多种场景。采用开源的RISC-V+以太网IP的解决方案,替代ARM+以太网IP的传统方案,可以满足日益增长的国产化芯片需求,可以应用到国产化设备中,具有一定的应用价值。本文首先阐述了RISC-V架构SOC的功能结构,然后介绍了该架构中以太网IP的设计思路,包括该IP的功能模块设计、仿真验证、FPGA平台原型验证,并使用主流Iperf软件进行压力测试。

  • 韩梅, 范军
    微处理机. 2025, 46(4): 41-46. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2025.04.008
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

    针对传统的运算放大器输入输出摆幅窄、噪声高和速度慢的问题,提出一款轨到轨输入输出运算放大器,该电路在输入级采用双折叠共源共栅结构,输出级采用共源晶体管的AB类放大器来实现轨至轨输出,里面还加入了跨导线性环结构、浮动电流源结构和增益自举结构,可以达到在轻电阻负载(>10 kΩ)下,输出电压摆幅通常在距离电源轨50 mV的范围内。对于较大的电阻负载(600 Ω至10 kΩ),输出可以在距电源轨100 mV的范围内摆动,并且保持100 dB以上的高开环增益。还加入了输出短路电流保护电路,输出短路电流达到80 mA左右。提出的运放实现了轨至轨输入和输出、低噪声(5 nV/√Hz)和高速运行(38 MHz,22 V/μs)使得运算放大器非常适合驱动模数(A/D)转换器,也适用于手机功率放大器(PA)控制环路和视频处理(75 Ω驱动能力)以及音频和通用应用。

  • 温显超, 康成蓥, 李静, 龙路阳, 刘军, 刘璐, 俞宙, 王健安
    微处理机. 2025, 46(4): 47-52. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2025.04.009
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

    设计并实现了基于国产化高速AD/DA器件的高密度、高速数据吞吐、功耗可调的单收单发射频信号收发链路模块。集成JESD204B高速数据接口、12位高速射频ADC、16位高速射频DAC、超宽带采样保持电路、高性能时钟发生器、电源管理电路。该模块化子系统拓展接口形式为FMC接口,SPI端口可配置收发系统工作模式及功耗调节,电源管理电路可控制上电时序,JESD204B接口实现高速数据交互。试验结果表明,模拟输入通道采样速率达2.6 GSPS,输入带宽达6 GHz,信噪比SNR可达56 dBFS,无杂散动态范围SFDR可达69 dBFS;模拟输出最大转换速率达6.4 GSPS,无杂散动态范围SFDR可达78 dBFS。

  • 张志浩, 赵宏建, 王健行, 揣荣岩
    微处理机. 2025, 46(4): 53-58. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2025.04.010
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

    MEMS技术催生了多种类型的传感器,其中电容式压力传感器应用广泛。然而,非接触电容式压力传感器存在非线性度大的问题,而接触电容式压力传感器虽然能够降低非线性度,但迟滞现象较为明显。为克服这些缺点,设计了一种线接触联动薄膜敏感结构。该结构使上极板与下极板的接触面积趋近于零,形成线接触,从而显著降低迟滞并减小非线性度。通过构建模型进行仿真,并优化结构参数,确定了芯片的压力范围、非线性度和灵敏度。该设计可广泛应用于汽车电子、化工等领域。

  • 曹政, 蔡晟铭
    微处理机. 2025, 46(4): 59-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2025.04.011
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

    海洋科学已成为各国重要的研究方向,单波束测深仪作为海洋科学的基础仪器,具有重要的研究价值。文章对单波束测深仪的系统构成及实现方法进行了深入研究。设计中选用STM32系列微控制器作为系统主控芯片,从硬件和软件两个方面展开研究。在硬件方面,完成了包含发射模块、接收模块和控制模块的电路系统设计;在软件方面,实现了包含滤波算法、检测算法和模数转换等功能的系统设计。文中详细给出了硬件平台的结构及各电路模块的原理图设计,并对软件系统的算法进行了阐述。最终,提出了一种可行的便携式单波束测深仪设计方案。