为提升医学图像隐私安全性，提出融合YOLO图像识别与混沌系统图像加密的联合算法。首先，通过多版本YOLO模型对比实验确定最优识别模型，再对所提出的加密算法和识别的图像进行仿真实验生成加密图像。通过对识别目标图像的加密验证了算法可行性，同时选取常见图像进行加密处理并与其他加密算法对比，结合直方图检验、相关性检验及NPCR与UACI检验等方法验证算法性能。结果表明，所提算法可有效实现医学图像识别与加密的协同运行，并且具备较高的隐私保护安全性与可靠性。
ZnO是一种传统的声表面波材料，但受限于其本征声速，难以实现高频应用。本研究以蓝宝石为衬底，设计并对比研究了IDT/ZnO与IDT/ZnO/h-BN两种SAW器件结构，采用COMSOL多物理场有限元方法分析了器件的声波传播特性及ZnO与h-BN的厚度匹配关系。结果表明，引入具有超高面内声速的h-BN中间层可有效增强高阶模态激励，并通过实验制备与测试对仿真结果进行验证。ZnO/h-BN结构在实现SAW器件高频化方面具有良好潜力。
针对动态结构化环境下视觉与IMU融合时，低纹理造成匹配精度下降、动态物体干扰造成特征误匹配等影响定位精度的问题，提出一种面向动态结构化空间的视觉-IMU融合定位方法。利用IMU信息预积分预测特征位置，通过设置点特征掩码、合并线特征，并结合光流法跟踪，构建点线特征匹配算法，显著提高了特征匹配的成功率并降低了耗时。利用边缘约束的深度补全算法生成稠密深度掩码，结合漏检补偿机制消除动态物体误匹配的影响，以实现动态特征剔除。实验结果表明：在结构化低纹理场景下，特征匹配成功率提升12.7%，动态特征误匹配率降低68.3%，该方法可应用于电力系统等领域。
针对高温环境下压力监测需求，本文设计并实现一种基于4H-SiC外延层的全SiC压阻式压力传感器。采用COMSOL建立参数化有限元模型，对圆膜与方膜在0~3 MPa载荷下的应力与挠度进行对比并确定圆膜方案，同时开展电-热-力耦合仿真以评估0~500 ℃温域输出特性。提出飞秒激光预加工结合ICP刻蚀的复合膜片工艺，实现厚衬底高效减薄并改善表面质量。结果表明，器件在0~3 MPa范围内输出保持良好线性，满量程输出为44.554 mV，归一化灵敏度约1.49 mV/（V·MPa），相对于线性拟合曲线的最大偏移为4.19%，迟滞误差仅为0.0045%FSO。上述结果验证了所提出的结构设计与复合工艺可满足高温压力测量需求，并为全SiC高温压力传感器的设计与制备提供了参考。
氮化铝（AlN）是一种成熟的压电材料，但其较低的压电系数限制了AlN基滤波器性能的进一步提升。利用面内声速极高的六方氮化硼（h-BN），将其与AlN组成“慢-快系统”，能有效地激发高声速、高机电耦合系数的Sezawa波。为此，提出了一种基于AlN/BN复合膜的声表面波滤波器，通过有限元方法分析了器件性能，研究了压电层厚度对器件频域特性的影响，计算了器件的声速及机电耦合系数。该结构具有插入损耗小、声速高的特点，展现出良好的综合性能，为声表面波滤波器性能提升提供了可行的方案。
数据流处理应用对集成电路的能效比提出了更高要求，传统固定架构难以适应多样化的工作负载特征。提出一种分层异构的能效可调架构，将系统划分为计算层、控制层、存储层和互连层四个功能层次，引入64个细粒度功耗域实现精确的电压频率调节。设计了可重构的数据流处理单元和分布式控制机制，通过深度强化学习算法实现自适应工作模式切换。仿真结果表明，相比传统架构功耗降低32%，能效比提升58%，验证了架构设计的有效性。
大动态对数检波器（SDLVA）可对输入的高频信号幅度进行对数检波，输出与输入信号幅度呈对数关系的电压信号。利用该特性，射频大动态范围对数检波器在电子测量、侦察、电子产品自检等场合得到广泛应用。本文针对大动态单片集成对数检波器的零点温度稳定性，提出了一种新型的电路结构，对输出零点进行温度补偿，使电路在宽温度范围内输出稳定，保证对数精度≤±3 dB时，输入对数动态范围≥50 dB。
针对国内高共模电压精密差分放大器的发展瓶颈，基于兼容金属薄膜修调电阻的40 V高精度互补双极工艺，设计了一款±600 V超高共模电压精密差分放大器。电路的整体结构主要由一个运放和精密匹配电阻网络构成，通过外围电阻网络的反馈结构，结合片内集成金属薄膜电阻的激光修调技术，能够实现共模信号衰减60倍的同时差模信号保持不变，从而能精确地检测高共模环境下的微弱差分信号。运放输入级采用超β NPN晶体管，用以减小失调电压，运放的输出级采用AB类互补输出结构，提高输出电压范围，同时工艺上采用高介质隔离技术，使器件在高压状态下也能正常运行。测试数据显示，在共模输入电压达到±600 V时，共模抑制比达到90 dB以上，静态电流仅为550 μA，增益误差为0.02％，输出摆幅为-Vs+0.3V~Vs-0.3V。
高速宽带差分运算放大器广泛应用于高速高精度ADC驱动，其性能直接影响模拟和数字系统之间信号转换的优劣。通常高速宽带差分运算放大器的电源电压偏低（1.8~3.3 V），极大地限制了其输出动态范围。本文对一种可在5 V电源电压下工作的高速宽带差分运算放大器的原理及性能进行了详细分析，电路内部包含高速跨导单元、共射放大单元及高速缓冲单元，对其高速宽带特性的原理进行了分析，并完成了线路设计、版图设计、仿真设计和流片，在5 V电源电压下，运算放大器的电源电流≤30 mA，-3 dB带宽≥1 GHz，压摆率≥1 000 V/μs。
在现代工程设计领域中，将复杂的数学问题转化为实际应用是一项重要的任务。本文设计了一款创新的软件，用于解决在试验机线缆数模设计中出现的不等圆堆积问题，并将其应用于线径计算中。该软件利用先进的算法，能够高效处理不同规模和数量的圆堆积问题，从而在计算和优化线径时提供精确的解决方案。这一应用不仅提高了计算的精度和效率，还在资源利用率和生产成本等方面展示了显著的优势。本文设计为制图、制造及其他需要高精度和高效计算的行业提供了有力的支持，证明了数学解决方案在工程实践中的巨大潜力。
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