PCIe總線DMA高速傳輸系統(tǒng)的設計與實現[通信與網絡][通信網絡]

針對數據傳輸系統(tǒng)中外設帶寬受限、有效帶寬低的問題，設計了一種PCIe總線的DMA高速傳輸系統(tǒng)。以FPGA為控制核心，采用PIO操作與DMA操作分時組合的控制模式實現全雙工DMA讀寫通道的傳輸層協(xié)議。PIO操作配合中斷實現指令與狀態(tài)實時收發(fā)，DMA模塊設計了一種兩段式切片的裁剪機制實現PCIe協(xié)議的傳輸長度控制，發(fā)送模塊設計請求仲裁邏輯實現請求事務的優(yōu)先級仲裁，接收模塊采用本地緩存TAG標號的方法實現請求回應的實時管理并解決回應亂序問題。最后通過時鐘計數的方法測試傳輸速度，分析了影響讀寫傳輸速度的制約因素。經驗證，DMA寫操作有效帶寬已經達到75%，非常接近80%的理論極限，DMA讀操作也達到了60%。本設計解決了高速數據傳輸系統(tǒng)中的帶受限寬問題，具有一定的工程應用價值。

發(fā)表于：1/26/2024

可穿戴柔性連續(xù)動態(tài)血糖監(jiān)測技術發(fā)展與挑戰(zhàn)[MEMS|傳感技術][醫(yī)療電子]

糖尿病患者群體迫切追求能夠精準控糖的高質量生活，迫切需要精準、舒適的血糖監(jiān)測技術。然而傳統(tǒng)指血法只能實現單次有創(chuàng)采血監(jiān)測，無法滿足需求?？纱┐魅嵝詣討B(tài)葡萄糖傳感器作為下一代血糖監(jiān)測技術的重要發(fā)展方向，在糖尿病管理方面擁有巨大的應用前景，是目前研究的熱點。綜述了近年來可穿戴柔性連續(xù)動態(tài)血糖監(jiān)測技術的研究現狀，探討了可穿戴柔性血糖傳感系統(tǒng)技術仍然面臨的挑戰(zhàn)與可能的突破方向，最后展望了可穿戴柔性血糖傳感器商業(yè)化的趨勢和未來的發(fā)展?jié)摿Α?/a>

5G低時延高可靠場景傳輸可靠性性能評估[通信與網絡][5G]

超高可靠低時延通信（URLLC）是5G三大應用場景之一，具有高可靠性和低時延的特性，針對該場景進行建模和仿真評估對于通信系統(tǒng)的設計、規(guī)劃以及業(yè)務應用具有重要意義。重點評估URLLC場景的可靠性，通過評估重傳次數、收發(fā)天線配置和碼本選擇三類參數對傳輸可靠性的影響和參數尋優(yōu)，證明了通過合理的上述參數配置，可以滿足URLLC場景的可靠性需求。仿真驗證結果和結論可以為URLLC的實際應用和部署提供參考和參數配置經驗。 關鍵詞：超高可靠低時延通信；誤碼率；可靠性評估

發(fā)表于：1/26/2024

5G工業(yè)應用質量關鍵指標體系研究[通信與網絡][工業(yè)自動化]

5G在我國商用以來在工業(yè)互聯(lián)網取得重大進展，然而在工業(yè)領域仍未形成規(guī)模化應用。面向5G在工業(yè)應用中的性能、功能、服務等質量保障需求，通過分析5G在不同的典型工業(yè)場景中的應用需求，構建物理參數、網絡能力和業(yè)務需求三個維度的5G工業(yè)應用的質量指標體系，促進工業(yè)用戶、運營商和集成商等對工業(yè)應用質量指標達成共識，指導5G在工業(yè)領域的建設與應用，對于推動5G工業(yè)應用深入發(fā)展具有重要意義。 關鍵詞：5G；工業(yè)互聯(lián)網；工業(yè)應用場景；指標體系

發(fā)表于：1/26/2024

面向雙碳目標的移動基站基礎設施規(guī)劃方法研究[通信與網絡][通信網絡]

現階段，通信基站基礎設施缺乏主動規(guī)劃，存在多套設施疊加建設；電源、備電、空間不匹配，運營缺乏精細化管理，無效能耗高，系統(tǒng)運行效率低；運維尚未實現智能運維，效率低下且成本高，缺乏對設備的全生命周期管理和評價。面向碳達峰、碳中和愿景目標，研究基于三大能效指標，采用面向“低碳”目標網整體規(guī)劃的全場景、全生命周期邏輯集成式規(guī)劃方法，圍繞基站和機房構筑全場景全生命周期低碳，向綠色低碳基礎設施目標持續(xù)演進的規(guī)劃方法，從而為實現綜合能耗持續(xù)降低，促進經濟社會的全面綠色低碳轉型發(fā)展提供有力支撐。 關鍵詞：碳中和；碳達峰；基站；規(guī)劃

發(fā)表于：1/26/2024

面向5G 2B業(yè)務的5G LAN 解決方案分析[通信與網絡][5G]

與4G網絡相比，5G網絡在帶寬、時延、安全性、可靠性等網絡性能方面具有顯著優(yōu)勢。隨著5G行業(yè)應用的普及，5G網絡能力增強對于網絡服務能力拓展和業(yè)務差異化保障愈發(fā)重要，尤其是3GPP啟動的5G LAN研究，助力推動了5G網絡和行業(yè)應用的結合。深入分析了面向5G 2B業(yè)務的5G LAN技術解決方案，包括在5G 2B業(yè)務中的應用場景、關鍵技術和應用方案對比。最后，基于差異化的行業(yè)應用需求給出實施建議。

發(fā)表于：1/26/2024

支持通信感知一體化的6G核心網關鍵技術研究[通信與網絡][通信網絡]

通感一體化（Integrated Sensing and Communication，ISAC）是6G研究的重點方向之一，目前業(yè)界主要關注點聚焦在基站及終端感知能力的實現，對于6G核心網架構如何增強以支持通感功能、感知能力在6G核心網的網絡功能分布、感知結果如何對第三方開放等端到端流程尚處在前期研究階段。提出了一種通感一體化功能在6G網絡架構中的關鍵技術實現方案，包括：通感功能在6G核心網中的分布；增強5G 服務化架構（Service Based Architecture，SBA ）架構，新增雙總線方案，利用數據通道接口（Data Channel Interface，DCI）總線傳輸感知原始數據；利用服務化接口（Service Based Interface，SBI） 傳輸感知測量量或感知結果；端到端感知和開放流程的實現方法。 關鍵詞：感知；通感一體；6G；網絡架構；網絡功能；感知開放

發(fā)表于：1/26/2024

基于FPGA的ZUC-256算法實現架構分析[通信與網絡][通信網絡]

分析了ZUC-256算法架構，針對算法中多輸入模231-1加法，提出了多種適用于FPGA的實現架構。通過分析關鍵路徑，提出全硬件和軟硬協(xié)同等多種優(yōu)化方案，可適用于不同的應用場景。以Zynq-7000系列FPGA為例，詳細對比了各個方案的性能差異。經驗證，提出的方案可同時適用于ZUC-128和ZUC-256算法，可以廣泛應用于4G LTE和5G-NR移動通信中。

發(fā)表于：1/26/2024

基于3GPP協(xié)議的毫米波波束跟蹤方案設計[通信與網絡][通信網絡]

波束跟蹤是5G毫米波通信系統(tǒng)保持無線鏈路穩(wěn)定性的重要技術之一。基于3GPP協(xié)議規(guī)定的下行波束管理過程P1、P2、P3和上行波束管理過程U1、U2、U3，詳細分析和對比了不同波束跟蹤方案的資源占用率與波束失敗概率。分析與仿真結果表明，從平均資源占用率的角度來看，由于一般通信系統(tǒng)中下行資源往往比較豐富，因此P2+P3方案相對最優(yōu)；從波束失敗概率的角度來看，由于U2+P3方案無需功率反饋，因此波束失敗的概率最低。在實際通信系統(tǒng)中，可根據具體的指標要求，選用合理的波束跟蹤方案。

發(fā)表于：1/26/2024

面向微服務架構的煤礦生產監(jiān)控數據采集系統(tǒng)設計[模擬設計][工業(yè)自動化]

針對目前的煤礦監(jiān)控數據采集系統(tǒng)存在數據編碼標準不統(tǒng)一、單系統(tǒng)運行可靠性差、數據可視工具不支持WEB方式和主機不能智能切換的問題，基于工業(yè)互聯(lián)網平臺技術體系，利用前后端分離和Restful API接口訪問等技術，融合互聯(lián)網開源報表等組件，研究設計一個面向微服務架構的煤礦生產監(jiān)控數據采集系統(tǒng)，介紹了目前煤礦監(jiān)控數據采集系統(tǒng)存在的問題，完成了面向微服務架構的煤礦監(jiān)控數據采集系統(tǒng)架構設計，具體闡述了數據統(tǒng)一標準化、單通道采集微服務化處理、數據服務狀態(tài)監(jiān)控和數據可視化組件等關鍵技術。煤礦生產監(jiān)控數據采集系統(tǒng)在山西天地王坡煤礦進行了工程驗證，應用結果表明，按照統(tǒng)一標準的規(guī)范設計數據模型，通過把數據采集、數據服務、可視化等應用微服務部署運行，實現了煤礦生產監(jiān)控數據采集及監(jiān)視，為煤礦其他應用提供重要的數據支撐和基礎保障，同時，微服務運行的方式提高了煤礦系統(tǒng)維護人員的運維效率。

發(fā)表于：1/26/2024

面向圖像語義分割的多類型卷積加速器設計[可編程邏輯][工業(yè)自動化]

圖像語義分割網絡為了提升精度常采用結構復雜的卷積層作為基礎的特征提取單元，這類卷積層存在的不同類型卷積增加了對網絡并行加速計算的難度。針對語義分割網絡不同類型的卷積的加速計算需求，提出一種基于FPGA的面向多類型卷積的并行計算加速器。首先對卷積的計算原理進行分析，然后根據不同卷積類型的基本運算原理構建多乘法并行計算的處理單元，并通過多處理單元并行、數據重用以及PIPELINE方法對卷積進行加速計算。實驗結果表明，對于特定尺寸的特征圖，使用所提的卷積加速器設計方法最多可以達到113倍的速度提升。 關鍵詞：圖像語義分割；多類型卷積；FPGA；計算加速

發(fā)表于：1/26/2024

一種基于FPGA的CNN硬件加速器實現[模擬設計][其他]

提出了一種基于FPGA的通用CNN硬件加速器設計方案。針對計算量最大的卷積層，采用了輸入通道并行、核內并行、輸出通道并行三種加速方式，根據FPGA的片上資源，合理地設置相應并行度。在數據加載方面，采用相鄰數據位寬合并傳輸，有效提高了加速器的實際傳輸帶寬?；谛械臄祿骷虞d思想，設計了輸入緩存模塊。該緩存模塊只需緩存兩行數據即可開始卷積運算，有效地提前卷積運算的開始時間。在數據輸入、數據運算、數據輸出模塊之間，利用流水線循環(huán)優(yōu)化方式，極大地提高了硬件的計算性能。最后將該加速器應用于VGG16和Darknet-19網絡，實驗表明，計算性能分別達到34.30 GOPS和33.68 GOPS，DSP計算效率分別高達79.45%和78.01%。

發(fā)表于：1/26/2024

基于GPU的稀疏深度神經網絡性能優(yōu)化[模擬設計][其他]

摘 要：隨著神經網絡層數不斷加深，稀疏深度神經網絡在計算與存儲空間上更具優(yōu)勢，但稀疏深度神經網絡的性能仍然有待優(yōu)化。為此提出基于GPU的稀疏深度神經網絡性能優(yōu)化方法，對于計算順序進行調整，增強數據重用性，并結合GPU的獨特結構與CUDA編程方法，通過預取等方法進一步提升性能?；贕raphChallenge官方提供的數據集，相較于cuSPARSE相關庫函數，最高獲得了2.5倍的性能加速。

發(fā)表于：1/26/2024

ADsim： 面向自動駕駛的高性能并行仿真平臺[人工智能][工業(yè)自動化]

自動駕駛仿真平臺是解決自動駕駛中實車測試時間長、成本高和極端場景復現難的問題的有效手段。隨著大規(guī)模云計算和高性能異構計算的引入，仿真平臺面臨著高效虛擬化、均衡調度、便捷端-云交互的挑戰(zhàn)。為此，設計了支持輕量級虛擬化的并行系統(tǒng)架構，并設計和集成了細粒度資源均衡調度和低延時遠程交互方法，構建了ADsim高性能并行仿真平臺，經過測試驗證，平臺具備高性能和便捷交互特點。 關鍵詞：自動駕駛；仿真；高性能；并行

發(fā)表于：1/26/2024

基于國產申威眾核架構的二維材料分子動力學模擬算法優(yōu)化[模擬設計][其他]

分子動力學（Molecular Dynamics，MD）模擬是探索微觀世界的重要工具，在多個領域中得到廣泛應用。二維材料是MD在材料科學領域的一個重要研究方向，其中層間作用力的計算是耗時最多的部分。高性能計算是能夠提升二維材料模擬效率的關鍵技術，利用新一代神威超級計算機的強大計算能力，來提高二維材料體系的MD模擬效率。針對層間力場的計算，采用消除冗余計算、多核心融合和設置緩沖區(qū)等多種算法優(yōu)化策略；采用軟件Cache累加受力、從核通信累加能量和從核C++特性等技術實現線程級并行；采用軟硬件Cache協(xié)同策略提升訪存效率。實驗結果表明：優(yōu)化后的整體性能提升155倍，模擬效率可達2 ns/day，弱擴展并行效率達到92.7%。

發(fā)表于：1/25/2024