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  • 研究
    李雪冰, 江山, 刘卫丽
    微处理机. 2024, 45(4): 17-20. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.04.004
    针对早期定型的CQFP器件在设计时并未考虑到板级安装可靠性,存在引线与瓷体共面度差异大、引线应力释放效果不明显等问题,以CQFP128器件为例,进行引线成型设计和板级可靠性验证的研究。研究对CQFP材料结构、出线方式及引线成型要求展开详细分析,并通过试验证明成型后的器件具备更好的焊接共面性;在经历整机振动试验后,通过X射线、扫描电镜等分析方法,表征出焊点具备良好的可靠性。本研究可为同类型器件引线成型和可靠性验证提供参考。
  • 微机应用
    王琛, 邢海霞, 李晓干
    微处理机. 2024, 45(3): 39-42. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.03.010
    针对目前非分光红外CH4气体传感器灵敏度较低且响应时间较长等问题,设计一款基于光电导原理的CH4气体传感器。该传感器主要由PbSe光导型红外探测器、信号处理部分电路、光源驱动部分电路及光路气室组成,通过分析气体浓度与探测器输出信号之间的关系,拟合浓度输出关系方程,以实现检测功能。通过实验,在室温下对不同浓度气体进行检测,结果表明该传感器的输出误差、最低检测限、最低响应时间等参数表现良好,可在1000 cm3/m3范围内对气体实现有效测量。
  • 应用
    郭书杰
    微处理机. 2024, 45(4): 55-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.04.013
    在对现有产品的调研基础上,提出一套智能家居控制系统的设计方案。设计采用STM32作为主要节点,搭载Wi-Fi网络模块,实现主控器与Android应用程序之间的通信;借助MQTT协议进行数据传输和消息处理;通过安装在LCD串口触摸屏中的LVGL图形UI库,实现简洁的交互界面,使用户可以更加方便地控制家居设备;使用各种传感器技术实时采集室内环境数据,并进行处理分析。该设计可以针对不同时间段的应用场景设定不同的智能化控制策略,实现家居的自动控制,同时能通过使用数据加密和用户认证等措施确保用户的数据和隐私安全。该系统充分发挥了模块化设计优势,具有很高的性价比。
  • 研究
    王怀鹏, 谢丹
    微处理机. 2024, 45(6): 23-26. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.06.003
    本文研究了应变调控对紫磷烯量子输运特性的影响。基于对紫磷烯在柔性电子器件领域的研究背景和应用前景的阐述,采用第一性原理计算方法,系统地研究了紫磷烯的应变调控机理。通过建立不同应变条件下的电子输运模型,重点分析了应变对能带结构、电子密度和态密度的影响规律,进而验证了紫磷烯在不同方向应变下表现出的显著的各向异性特征。研究为紫磷烯在柔性电子和传感器领域的应用提供了理论基础,证实了应变工程在调控紫磷烯电学性能方面的重要作用。
  • 研究
    任建, 韩智发, 辛晓宁
    微处理机. 2024, 45(4): 8-11. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.04.002
    为解决集成电路生产成本随半导体制造工艺进步而升高的问题,尤其针对传统模拟架构DC/DC变换器中的电阻、电容、运算放大器等模块面积大、功耗高、稳定性差等问题,设计一款基于数字PWM调制buck型DC/DC变换器。设计基于CSMC 0.18 μm BCD工艺,使用Verilog硬件描述语言设计数字PID补偿器,在VCS+XA数模混合仿真环境下进行仿真验证。仿真结果表明在不同PVT条件以及不同负载下,输出纹波较低,输出电压稳定,实现了低成本、高鲁棒性的设计目标。
  • 大规模集成电路设计、制造与应用
    张云博, 国长宇, 钟国强, 申人升
    针对传统动态元件匹配(DEM)方法所需硬件资源较多的问题,设计一种二阶误差反馈噪声整形SAR ADC。该设计采用分段电容以减小DAC阵列规模及误差反馈环路电容的容值,缩减整体电路的面积。在此基础上形成一种应用于分段电容阵列的DEM方法,以较小的电路复杂度为代价,减轻电容失配对信噪失真比(SNDR)等性能参数的影响。仿真结果表明,在0.3%的电容失配下,所设计的噪声整形SAR ADC采用8位电容阵列即可实现70.9 dB的SNDR,所需面积仅为0.019 mm2
  • 综述
    龚道军, 王学文
    微处理机. 2024, 45(6): 1-10. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.06.001
    柔性电子赋能的智能人机交互系统,相较于传统电子器件,展现出卓越的柔韧性和适应性,满足人机交互的多样化需求。本文旨在全面梳理柔性电子在智能人机交互系统中的研究现状,深入剖析柔性电子在人机交互领域的优势,同时总结并指出柔性电子在人机交互领域的机遇与挑战,并进一步展望柔性电子赋能的智能人机交互系统的未来发展趋势,为后续的技术研发与实际应用提供坚实的理论指导。
  • 研究
    张荠, 王莉, 刘盛意, 张锡来, 卢展鹏, 陈丽媛
    微处理机. 2024, 45(4): 21-24. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.04.005
    在现有产品基础上加以改进,设计一种高精度低噪声低压差线性稳压器电路。设计采用折叠式共源共栅结构放大器来降低噪声,提高增益;使用PMOS管代替过热保护电路中的电阻,降低功耗,同时采用栅极驱动结构以及电流控制方式实现开关管导通与关断。基于TSMC 0.35 μm B iCMOS工艺结合Cadence软件进行设计、版图绘制和前、后仿真,在后仿真中得出相关参数值。对各参数做出详细分析,并对不同频率下的电源电压抑制比进行了对比。实验结果表明本设计达到了高精度低功耗的设计目标。
  • 研究
    牛瑞玲, 杨吉城, 汪家奇, 李兆涵, 刘国文, 申人升
    为了在增加有限硬件开销的基础上实现更高的信号噪声抑制比、提高面积利用效率,提出一种基于分时复用SAR ADC的动态zoom ADC。同时提出一种提取粗量化模拟残差并前馈的无源实现方案,不需要有源求和运放的设计,避免了普通无源求和信号的衰减,减小了粗量化部分量化噪声泄露引起的“毛刺”。整体电路分为粗量化和细量化两部分进行设计,粗量化由3位异步SAR ADC实现,细量化由二阶3位量化的sigma-delta调制器实现。基于0.18 μm CMOS工艺、3.3 V供电电压,在1 MHz采样频率下、1 kHz带宽内,消耗76 μA电流,得到信噪失真比和FOM的具体值,验证了设计的可行性。
  • 研究
    闫金
    微处理机. 2025, 46(1): 28-32. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2025.01.007
    本研究针对图像处理、电子罗盘及导航控制系统中频繁使用反正切函数(Arctangent)计算时,传统查找表方法占用大量存储资源的问题,提出一种基于CORDIC算法的改进方案。该方案通过提高迭代时钟频率,并在时钟的上升沿和下降沿各进行一次迭代,实现了计算速度的翻倍提升。同时,算法支持q1.15和q1.31两种数据格式的可调计算,显著降低了硬件资源消耗。仿真结果表明,改进算法在保证计算精度的同时,有效提高了计算速度并实现了数据格式的灵活性,为相关应用提供了更高效的解决思路。
  • 大规模集成电路设计、制造与应用
    孙广绪, 辛晓宁, 任建, 田菲
    微处理机. 2024, 45(3): 17-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.03.005
    针对锂电池均衡保护问题,设计一种基于锂电池均衡保护芯片的电压采样电路。采用主动均衡的方式对锂电池进行均衡保护。电压采样电路采样两节锂电池电压以监测锂电池的差异性,并通过8位逐次逼近型数模转换器进行数据转换。运用均衡控制逻辑分析转换的数据,对锂电池执行均衡保护。采用华虹NEC 0.18μm BCD工艺进行设计并通过仿真验证。仿真结果表明,电压采样电路有较高的电压采样精度,逐次逼近型数模转换器的有效位数等指标均有优秀的性能表现。本研究能够可靠地采样各电池的电压,适用于锂电池均衡保护芯片的应用场合,有利于延长电池组的使用时间。
  • 大规模集成电路设计、制造与应用
    刘帅, 张磊
    微处理机. 2024, 45(3): 9-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.03.003
    在很多领域中,采用传统USB-JTAG接口进行FPGA调试和固化程序的模式受到很大限制,例如受到传输距离过长、调试接口被外壳封住等原因无法正常操作,且每次操作只能针对单个FPGA,效率较低。为解决此类问题,提出一种基于32位微控制器(MCU)的FPGA远程调试和固化系统。设计通过以太网实现FPGA远程调试和固化功能;将主控芯片集成在FPGA板卡上,主控芯片与FPGA通过JTAG及SPI接口连接,另一端通过以太网连接计算机设备,实现远程调试和固化功能。本设计增加了FPGA调试的便利性,提高了程序固化效率,具有较强的扩展性。
  • 大规模集成电路设计、制造与应用
    王群虎, 辛晓宁, 任建, 陈疆川
    微处理机. 2024, 45(3): 13-16. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.03.004
    针对应用于Sensor AFE的可编程增益仪表放大器的低频噪声干扰问题,设计一款低噪声可编程增益斩波电流反馈仪表放大器。该设计采用斩波技术实现对以1/f噪声为代表的低频噪声的抑制。在设计中加入数模转化器,通过电流叠加的方式实现对传感器失调的补偿,解决由传感器失调导致仪表放大器性能下降的问题。采用可编程电阻网络,实现可编程增益放大,提升仪表放大器的通用能力。仪表放大器基于TSMC 0.18 μm工艺,供电电压为2.7~3.6 V,通过调节电阻网络,实现16~2048倍放大,另外在传感器失调补偿范围和等效输入参考噪声参数上也较为理想。
  • 微机网络与通信
    李林泽, 陈超, 魏亚峰, 俞宙, 王健安
    微处理机. 2024, 45(3): 26-30. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.03.007
    针对高速模数转换器JESD204B接口多芯片同步系统在稳定性、可靠性和可重复性上面临的确定性延迟问题,提出一种解决方案。该方案基于子类1同步原理,通过自动校正参考时钟相对于器件时钟的建立保持时间,以及利用确定性延迟原理实现可重复确定性延迟的自动校正。采用可调SYSREF延迟与模数转换器内部检测机制自动校正技术,确定最优延迟时刻,实现多片模数转换器的固定相位采样。在可编程逻辑芯片接收端自动校正数据到达与本地多帧时钟的相对位置,从而建立稳定、可重复的确定性延迟。本设计有助于多芯片同步系统更好地应对恶劣环境和自身敏感的延迟变化。
  • 大规模集成电路设计、制造与应用
    代志双, 赵桂林, 曹振吉
    针对传统Dickson结构电荷泵升压较慢,在用户模式下降低反熔丝FPGA工作速度,以及造成电路工作时序混乱的问题,在传统结构的基础上设计一种快速启动的电荷泵电路。该电路在常见的振荡器、非交叠时钟产生电路、主体电荷泵电路之外增设时钟信号增强电路以及0 V产生电路。以时钟信号增强电路,加快电荷的转移速率,实现电荷泵快速升压;0 V产生电路实现高压模块与低压模块的有效隔离,在编程模式下起到电路保护作用。基于CMOS工艺,在全局等效负载条件下进行仿真实验,结果表明改进后的电荷泵输出达到稳定的时间比原电路缩短了57.6%。实际流片后,电路功能测试正常。
  • 大规模集成电路设计、制造与应用
    于凯至, 辛晓宁, 任建, 卢苡
    微处理机. 2024, 45(3): 22-25. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.03.006
    鉴于模数转换器(ADC)在芯片和混合信号处理领域举足轻重的作用,为探索进一步提高模数转换器精度的可能性,满足当今应用系统对模数转换精度的新需求,设计一款基于 Mash2-1 级联架构的sigma-delta ADC。设计采用TSMC 180 nm CMOS工艺,在完成调制器电路的同时,使用Verilog代码方式实现了配套的误差消除以及数字抽取滤波器。对调制器进行了建模及非理想因素的分析,并通过使用斩波调制技术等手段对电路的非理想性进行优化。经仿真验证,结果表明,本设计在3.3 V电源、27 ℃工作环境、TT 典型工艺条件下,表现出优异的信噪比,总谐波失真等性能指标也较理想,适用于高精度、低失真的应用场合。
  • 应用
    王子君, 张贺, 陈秉军, 杨水华, 刘明鑫
    微处理机. 2024, 45(4): 25-29. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.04.006
    针对工程监测对工控总线进行外出现场测试时存在的问题,为精简设备的携带量和提高监测对复杂应用场景的适应性,提出一种基于FPGA、通过PCIe连接上位机并支持IIC、SPI总线的数据综合监测系统。设计首先给出综合监测系统的整体设计,然后依据硬件可重构和软件现场定义原则对硬件及逻辑分别给出详细的设计方案。设计给出8路的IIC和SPI以适应工业监测设备过多的问题,减少硬件接口并增加软件协议选择。依据需求分析自顶向下设计模块并进行划分以完成代码设计。针对容错能力设计出监控及故障注入功能,进行板级调试,最终完成上位机测试。结果表明,所设计的通信板卡合格通过整体验证。
  • 应用
    李鸿高, 高群, 任远杰, 尹化婷
    微处理机. 2024, 45(4): 30-33. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.04.007
    为解决现有轴柄式控制增量编码器损耗高、寿命短、抗振动能力差、可靠性低等问题,介绍一种光机电一体化的增量式光电编码器设计方案,包括32内花瓣轴套和可伸缩滚珠定位、Z型遮光盘设计和红外光敏OC开路输出电路等创新设计。通过精密结构设计和材料选择,实现了高精度32档位电信号转换。采用三维建模和有限元分析进行了结构可靠性验证。通过与国外同类产品的技术指标对比,验证数据和所达到的环境适应能力。本研究在性能、结构和成本等方面皆有优势,应用前景广阔。
  • 应用
    吴全兴, 姚刚
    微处理机. 2024, 45(4): 34-38. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.04.008
    基于ARM处理器MM32SPIN0280设计一款细分步进电机驱动器。主要特点包括外置MOS管驱动器、半桥驱动电路和电流采集电路,实现电流环控制电机。详细分析步进电机衰减模式、电流采样时刻和恒定力矩矢量控制方法。对自举电路和驱动电阻进行功能阐述和定量计算,为实际电路设计提供理论依据。针对软件讨论PWM输出和采样时刻设计,以及恒定力矩矢量控制的实现方法。通过实际电机线圈电流测量,展示了高细分驱动对恒定力矩和小电流波动的优势。通过对比16和2细分情况下的电流波形,证明高细分运行时电机扭矩更稳定,噪音更小。本设计为小型化、高性能步进电机驱动器的开发提供了有价值的参考。
  • 微机软件
    盖勇刚
    微处理机. 2024, 45(3): 31-34. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.03.008
    针对现有图像去雨算法提取雨线特征效果不佳导致雨纹残留的问题,提出一种基于密集混合注意力和全局补偿的图像去雨网络。通过多层卷积运算,提取输入雨天图像的浅层特征。融合密集连接与残差网络的优势,引入多注意力机制,设计密集残差注意力模块,以此实现特征循环利用并捕获图像的多尺度特征。加入全局补偿模块以确保特征图像提取的全面性。通过卷积层重建特征,得到清晰且无雨的图像。实验证明,所提出的算法优于现有的经典和新颖算法,能有效清除雨痕,并提升图像的整体视觉感受。
  • 微机软件
    李凤坤, 张永
    微处理机. 2024, 45(3): 35-38. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.03.009
    为降低实时图像识别中去背景方法的计算复杂度以提升用户体验,基于通道运算,提出一种轻量级的去背景方法。研究围绕通道运算的概念和相关性质,利用彩色图片各通道之间的关系,通过简单算术、关系运算即可实现目标像素点的选择,避免使用空间距离公式、梯度等较为复杂的计算形式,有效降低了计算复杂度。理论与实验结果均表明,在前景主色调单一的应用场景下,该方法能够在较低的计算复杂度下选取目标像素,高效地实现去背景,在与图片处理相关的实时智能应用中,有助于提高用户体验。
  • 应用
    程雪琪, 苑玮琦
    微处理机. 2024, 45(4): 39-42. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.04.009
    为减少图像亮暗不均、出血点间灰度差异大对视网膜出血点检测结果的影响,提出一种基于灰度幅值直方图零点阈值与区域特征分析的视网膜出血点检测算法。算法通过大尺度中值滤波器实现图像的阴影校正,结合凹凸线段对背景干扰点进行抑制,完成前期的预处理操作;由各行各列幅值直方图中第一个零点进行暗目标自动阈值分割,并基于幅值特征的区域生长改善血管连续性;根据血管与出血点间形状的不同去除血管,实现了出血点分割。在DIARETDB1公开图库中的测试结果验证了算法的有效性。
  • 研究
    刘维红, 赵苗
    微处理机. 2024, 45(6): 37-42. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.06.006
    本文基于柔性液晶高分子聚合物基板优异的微波特性,设计并实现了一款小型化三通带带通滤波器。通过在多层LCP基板中采用立体布局,创新性地运用垂直螺旋电感和垂直叉指电容结构,实现了滤波器的小型化设计。研究重点分析了多层螺旋电感设计和垂直叉指电容设计的关键技术,并对缺陷地结构的影响进行了深入探讨。测试结果表明,该滤波器具有体积小、性能优的特点,测量结果与仿真结果吻合度高,为小型化通信系统的发展提供了新的技术方案。
  • 研究
    康敏, 赵鹤然, 孔祥旭, 李俐莹, 曹中复
    微处理机. 2024, 45(6): 43-46. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.06.007
    本文研究了基于石墨烯的柔性温度传感器的制备工艺与性能特性。首先阐述了石墨烯柔性温度传感器的工作机理,继而探讨了以聚二甲基硅氧烷为基底材料、石墨烯为导电介质的传感单元制备方法。通过优化石墨烯浆料配方并采用丝网印刷工艺,成功制备了柔性温度传感单元。随后对传感单元进行了系统的性能测试,包括电阻-温度特性分析和温度循环稳定性评估。实验结果表明,所制备的传感单元在电阻温度特性、循环稳定性等方面均表现出良好的性能,具备工业级应用的潜力。本研究为石墨烯柔性温度传感器的实际应用提供了重要的技术支持。
  • 研究
    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
    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。
  • 研究
    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
    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。
  • 研究
    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
    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。
  • 研究
    李炜
    微处理机. 2025, 46(1): 38-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2025.01.009
    本研究旨在通过自整定模糊控制技术优化PID参数控制,解决传统PID控制中参数调节复杂、精度不足的问题。采用模糊控制规则,以误差e和误差变化ec为输入,实现参数自整定。利用MATLAB中的Simulink模块,成功模拟了自整定模糊PID控制器,并展示了其在MATLAB中的实现方法。研究结果表明,该控制器具有快速响应、高精度调节和良好稳定性,且无超调或振荡现象。研究为控制系统设计提供了高效、稳定的解决方案,具有重要的实际应用价值。
  • 研究
    邢子初, 卢宏斌, 汪家奇, 李兆涵, 刘国文, 申人升
    微处理机. 2025, 46(1): 6-11. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2025.01.002
    为满足ADC在高精度转换和多路复用场景下的应用需求,提出一种应用斩波的两步式增量型Sigma-Delta ADC电路。该设计通过硬件复用增加转换阶段来量化残余电压以消除量化噪声,并在两个转换阶段的第一级积分器上应用斩波稳定技术降低运放失调电压的影响。仿真结果表明,在1 kHz信号带宽、1.8 V供电、输入归一化幅值为0.6的正弦波条件下,该ADC可实现103.6 dB的信噪比,有效位数达到16.92位,适用于多传感器复用和高精度转换应用场景。
  • 研究
    花钰松, 卢宏斌, 汪家奇, 李兆涵, 刘国文, 申人升
    针对电荷泵功率效率偏低的问题,设计一种带有电荷回收结构的四级两支路电荷泵升压电路。使用电荷回收开关连接升压电容不同电位极板实现电荷回收,提高了功率效率;使用交叉耦合电压抬升电路提供高压电荷转移开关控制信号,简化了电路结构;使用三相非交叠时钟分别控制高压时钟生成电路以及电荷回收开关,避免了各节点在电位变化期间的电荷泄漏。仿真结果显示该电路在5 V电源电压下,可对外输出20.11 V。开启电荷回收功能前后,电路的最大功率效率分别达到44.35%和51.33%。
  • 研究
    李新, 佟宇航, 高从勇
    微处理机. 2024, 45(4): 12-16. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.04.003
    为突破转换器在输出电容选型上的局限性,保证转换器快速的负载瞬态响应,基于自适应恒定导通时间控制的两种控制模式,提出一种可根据输出电容类型选择控制模式的同步降压型DC/DC转换器。在D-CAP模式下,支持具有适当等效串联电阻的电容等作为输出电容;在电流模式下,支持等效串联电阻较低的陶瓷电容作为输出电容。基于0.35 μm BCD工艺,使用Cadence软件对转换器进行瞬态仿真。结果表明,该设计在两种模式下都具有快速的瞬态响应。
  • 研究
    刘思成, 谢丹
    微处理机. 2024, 45(6): 27-30. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.06.004
    针对柔性场效应晶体管直接在柔性衬底上进行器件制备时的机械损伤问题,提出一种基于无损转移法的柔性有机铁电栅石墨烯场效应晶体管制备方法。器件的微纳加工过程完全在刚性衬底上完成,再通过液相法转移到柔性衬底上,可以有效避免器件制备过程引入的应力对性能的损伤。实验结果表明,转移至PET衬底上的柔性有机铁电栅石墨烯场效应晶体管仍具有典型的铁电滞回特性,且滞回窗口大于20 V。经过1 000次弯折之后,器件的滞回窗口仅有约14%的降低,证明了所制备柔性石墨烯晶体管器件具有优异的耐弯折特性。本研究可为柔性可穿戴电子系统的研制提供研究方案与解决问题的思路。
  • 应用
    李俐莹, 郭丹, 李宏军, 周明, 王伟
    微处理机. 2024, 45(6): 58-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.06.010
    柔性传感器能够无隙贴覆在非平整被测物表面的特点,使其在信息、能源、医疗、国防、农业等领域具有广泛的应用前景。本文制备了一种具有正电阻温度系数的石墨烯/聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合材料,并用此材料制备了一种柔性温度传感器。石墨烯/PDMS传感器在 15~80 ℃ 的温度范围内成线性正电阻温度系数,线性系数0.049,拟合度较好,具有良好的重现和稳定性,其电阻波动较小,在0.05%-0.08%范围内,在高湿度环境下也能良好测温。测试了柔性温度计在植物中应用的可靠性。基于石墨烯/PDMS的柔性温度传感器,能够实现植物叶温测量的应用,在智慧农业精准测温领域具有巨大潜力。
  • 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
    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。
  • 应用
    王艳华
    微处理机. 2024, 45(5): 37-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.05.009
    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。
  • 研究
    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
    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。
  • 应用
    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
    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。
  • 研究
    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
    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。
  • 应用
    刘燕, 肖庆高, 张健, 徐文祥
    微处理机. 2024, 45(4): 51-54. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.04.012
    采用LMS算法和FIR框架结构,对一种基于FPGA硬件的自适应滤波器系统的实现方法展开探讨。系统采用自顶向下的模块化方案设计16阶自适应滤波器。顶层文件包含两个接口、FIR滤波、误差计量和抽头系数共5个模块。系统参数前期均由MATLAB仿真验证选取最优值。硬件测试平台选用以ZYNQ-7000系列芯片为核心的开发板。加噪正弦波信号经系统滤波处理后通过示波器观测,显示去噪效果良好,且通过逻辑分析仪抓取的结果与MATLAB理论仿真结果符合度较好。系统可以封装成一个自适应反复调用的功放IP核,适用于音频、图像、视频等信号滤波处理领域,具有一定的工程应用价值。
  • 综述
    董文涛, 张明广, 黄永安
    微处理机. 2024, 45(6): 11-22. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-2279.2024.06.002
    对轴承的传统监测方法受限于外部电源且布线复杂,增加了安装和维护的难度,难以适应狭小或恶劣的环境。柔性传感器和机器学习相结合的新技术,显著提升了轴承智能监测的灵活性、准确性和实时性,为轴承智能监测提供了新的解决方案。本文总结了基于机器学习和柔性传感器在轴承智能监测中的研究进展,从柔性传感器工作原理、结构设计、机器学习等方面展开,阐述轴承智能监测的重要性,分析轴承智能监测技术的发展动态,探讨基于柔性传感器的智能轴承发展趋势,有助于提升轴承智能化监测水平。