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面向实时电力系统仿真的可扩展中央处理器-现场可编程门阵列异构集群
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作者 杨航宇 汤勇明 +7 位作者 刘济源 曹阳 邹德虎 许明旺 袁晓冬 韩华春 顾伟 李鹤 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第9期3353-3362,共10页
高频开关器件的大量接入,以及可再生能源与电压源型变流器(VSCs)的深度融合,使电力系统仿真面临微秒级暂态分析和亚微秒步长仿真的挑战。现有仿真器在应对包含数百个电力电子开关的系统时,普遍存在计算扩展性不足、通信延迟偏高的问题... 高频开关器件的大量接入,以及可再生能源与电压源型变流器(VSCs)的深度融合,使电力系统仿真面临微秒级暂态分析和亚微秒步长仿真的挑战。现有仿真器在应对包含数百个电力电子开关的系统时,普遍存在计算扩展性不足、通信延迟偏高的问题。为此,该文提出一种面向实时电力系统仿真的中央处理器-现场可编程门阵列(CPU-FPGA)异构集群架构,能够在1μs步长下完成对480个开关器件构成的新能源系统的实时仿真。该系统主要包含3项核心创新:(1)提出基于时间步长解耦的计算负载感知调度策略,实现4片FPGA的并行计算调度;(2)结合混合精度量化与矩阵-向量重组技术,相较传统定点方法,在400 ns计算窗口内实现资源占用大幅下降,查找表(LUT)、触发器(FF)与数字信号处理单元(DSP)分别降低32.0%, 24.3%与43.8%;(3)基于数据平面开发工具包(DPDK)设计零拷贝通信机制,实现29μs的端到端通信延迟。实验验证表明,该系统验证了异构集群架构在大规模高频电力系统仿真中的有效性,并具备良好的扩展性与工程应用潜力。 展开更多
关键词 实时仿真 FPGA集群 量化方法 电力系统
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基于CAN总线的嵌入式系统IAP升级方法研究 被引量:2
2
作者 赵向坤 李彦操 曲浩 《电子设计工程》 2025年第9期77-80,85,共5页
针对燃油汽车微控制器的程序下载接口引出困难、程序升级复杂等问题,设计了一种基于CAN总线和在应用编程(In Application Programming,IAP)技术的程序升级方法,使用车辆控制器的CAN总线通信接口,对微控制器内部Flash存储空间进行划分,... 针对燃油汽车微控制器的程序下载接口引出困难、程序升级复杂等问题,设计了一种基于CAN总线和在应用编程(In Application Programming,IAP)技术的程序升级方法,使用车辆控制器的CAN总线通信接口,对微控制器内部Flash存储空间进行划分,设计了Bootloader引导程序,并在应用程序内嵌入相关代码,从而可以在微控制器不断电的工况下更新应用程序。为了验证该设计方法的有效性,搭建了硬件测试平台并刷写测试应用程序,实验结果表明,应用程序在更新时运行稳定、延时小,证明基于CAN总线的IAP升级方法在车辆控制器系统中可以有效应用,其具有冗余代码少、可靠性高、适用性强等优点。 展开更多
关键词 CAN总线 IAP 程序升级 STM32 BOOTLOADER
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考虑拓扑约束的交直流混合微电网优化调度
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作者 杨丽娜 贾俊强 马占军 《电子设计工程》 2025年第11期104-107,112,共5页
在微型电力网络中,负荷信号得不到及时响应,造成电信号过量负荷问题,而影响基站处理器对微电网组织的调度能力。为解决上述问题,提出考虑拓扑约束的交直流混合微电网优化调度方法。定义拓扑约束标准,实施对交直流混合微电网的建模,再联... 在微型电力网络中,负荷信号得不到及时响应,造成电信号过量负荷问题,而影响基站处理器对微电网组织的调度能力。为解决上述问题,提出考虑拓扑约束的交直流混合微电网优化调度方法。定义拓扑约束标准,实施对交直流混合微电网的建模,再联合相关电量信号,求解微电网结构优化函数,实现基于拓扑约束的微电网结构优化。规划交直流混合电路,根据电量负荷值计算结果,确定优化调度参数的取值范围,完成交直流混合微电网优化调度。实验结果表明,上述调度方法能够确保负荷信号得到及时响应,不会因电信号的过量负荷问题影响基站处理器对微电网组织的调度能力。 展开更多
关键词 拓扑约束 交直流混合微电网 电量负荷值 电信号负荷 微电网结构
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模拟版图中基于即时分割的N阱区域规划
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作者 李易婉 仝明磊 《电子设计工程》 2025年第2期7-11,17,共6页
在模拟电路后端版图设计中,合理规划N阱区域对于版图布局和布线的紧凑性至关重要。针对模拟版图中的N阱区域规划问题,提出了一个基于即时分割算法的N阱区域规划框架。提出WellSegNet-阱区域分割网络利用自建类模拟版图数据集生成N阱的... 在模拟电路后端版图设计中,合理规划N阱区域对于版图布局和布线的紧凑性至关重要。针对模拟版图中的N阱区域规划问题,提出了一个基于即时分割算法的N阱区域规划框架。提出WellSegNet-阱区域分割网络利用自建类模拟版图数据集生成N阱的初始约束区域,有效解决了版图样本不够的问题;提出了一种在约束区域内操作的精准规划算法,以使生成的N阱遵循工艺设计规则,得到具有可用电路性能的N阱区域;提出了一套评估标准对生成的N阱区域进行评价。实验结果表明,所提出的算法框架能够生成接近手工布局的N阱,与基准算法相比,SSIM指标提高了13%,IoU指标提高了16%,为解决模拟电路后端版图设计中的N阱区域规划问题提供了一种有效的解决方案。 展开更多
关键词 模拟集成电路 EDA 即时语义分割 计算机视觉
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基于N32的隐藏式门把手控制器的设计
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作者 陈海峰 《电子技术应用》 2025年第3期54-58,共5页
传统手动开启方式的旋转式隐藏式门把手不具备智能化的自动展开与收回功能,为此提出一种隐藏式门把手控制器设计方案。该控制器以N32G455RBL7为主控制芯片,通过其片内bxCAN(basic extended CAN)模块监听车身控制器CAN总线上的开/关锁、... 传统手动开启方式的旋转式隐藏式门把手不具备智能化的自动展开与收回功能,为此提出一种隐藏式门把手控制器设计方案。该控制器以N32G455RBL7为主控制芯片,通过其片内bxCAN(basic extended CAN)模块监听车身控制器CAN总线上的开/关锁、挡位等信号,并根据智能控制需求驱动配套门锁执行电机,进而实现隐藏式门把手的电动化和智能化控制。该控制器在多款国产新能源汽车上进行了长时间运行测试,结果表明在实际应用中该控制器具有较好的稳定性和可靠性,能够为其他结构的手动隐藏式门把手的智能化控制方案提供参考。 展开更多
关键词 隐藏式门把手 智能化 N32G455RBL7 CAN总线
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航天液态金属电磁泵复合推力研究
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作者 李柏霖 姚舜才 +2 位作者 程志平 陈慧星 于金鹏 《现代电子技术》 北大核心 2025年第6期99-105,共7页
为了增大液态金属电磁泵的电磁推力,首先在计算机上设计一种具有新型拓扑结构的电磁泵,并建立直线感应电磁泵的有限元模型。在瞬态场下,将直线感应电磁泵的电磁推力、法向力进行耦合分析,对比在不同匝数电流配比、不同气隙尺寸下的次级... 为了增大液态金属电磁泵的电磁推力,首先在计算机上设计一种具有新型拓扑结构的电磁泵,并建立直线感应电磁泵的有限元模型。在瞬态场下,将直线感应电磁泵的电磁推力、法向力进行耦合分析,对比在不同匝数电流配比、不同气隙尺寸下的次级涡流分布及磁场分布。之后分别用田口法和EA优化算法进化优化处理。为提高电磁推力在复合力中的占比,提出一组合适的直线感应电磁泵的参数尺寸配比。虽然两种算法皆可以提高电磁推力的占比,但是通过测试可得EA优化算法优于田口法,优化后的推力约为原来的2倍;同时法向力明显下降,得到了较为理想的优化效果。最后从电磁场理论出发,得出与LIEP相符合的等效电路图,在等效电路中考虑边缘效应,可以直接计算出推力。推力及法向力经过一维电磁场模型和二维单层次级电磁场模型相互结合的方式得到,降低了计算的繁琐程度。 展开更多
关键词 液态金属 电磁泵 复合推力 田口法 EA优化算法 有限元分析 等效电路图
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VIISta HCS离子注入机在离子束优化与检测期间的金属污染探究及改善
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作者 李天清 《电子与封装》 2025年第2期74-78,共5页
针对半导体行业所面临的金属污染问题,VIISta HCS离子注入机虽已具备若干成熟的改进措施,然而在先进制程对离子注入工艺金属纯净度要求日益严格的当下,迫切需要明确该机型金属污染的其他潜在原因。该机型在进行离子束优化与检测的过程中... 针对半导体行业所面临的金属污染问题,VIISta HCS离子注入机虽已具备若干成熟的改进措施,然而在先进制程对离子注入工艺金属纯净度要求日益严格的当下,迫切需要明确该机型金属污染的其他潜在原因。该机型在进行离子束优化与检测的过程中,设备会进行气流、电压、电流以及其他硬件参数的调整。这些调整可能对机台的金属析出产生影响,从而导致污染。经验证,设备在对离子束参数进行检查后,注入的硅片中金属铝的含量有所上升。针对铝含量增加的问题进行了理论分析和实验验证。结果表明,通过多次手动移动图形法拉第杯,可以有效促进铝元素的提前析出。通过使用特定程序的挡片来执行离子束通道清洁作业,成功实现了铝洁净度34%的提升,显著缓解了在离子束参数检查过程中铝含量变差的问题,提高了工艺稳定性。 展开更多
关键词 离子注入 离子束 金属污染 法拉第杯
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激光3维成像线性焦平面探测器读出电路研究进展 被引量:1
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作者 李雨欣 李潇 +2 位作者 杨赟秀 郑博仁 刘永 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期726-733,共8页
激光焦平面探测器是一种新型的光电成像器件,它利用半导体内部载流子的雪崩倍增效应实现高速、高灵敏度、纳秒级时间分辨探测,用于凝视型激光3维成像系统。探测器主要分为线性和盖革两大类,其中线性模式探测器具有响应速度快、无死时间... 激光焦平面探测器是一种新型的光电成像器件,它利用半导体内部载流子的雪崩倍增效应实现高速、高灵敏度、纳秒级时间分辨探测,用于凝视型激光3维成像系统。探测器主要分为线性和盖革两大类,其中线性模式探测器具有响应速度快、无死时间和后脉冲、可实现单脉冲瞬时成像等优点。首先介绍了在不同应用场景下,线性模式焦平面读出电路的两种架构并简述其原理,然后阐述像素单元的关键电路模块,比较了其优缺点,最后分析了两种减小行走误差的双阈值时刻鉴别方法。为相关领域的研究者提供了一些有益的参考和借鉴。 展开更多
关键词 探测器 线性模式焦平面读出电路 3维成像 光子飞行时间
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安全自主可控的国产化FPGA神经网络部署框架研究 被引量:2
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作者 刘济源 王保平 +1 位作者 汤勇明 李鹤 《集成电路与嵌入式系统》 2024年第9期25-35,共11页
针对现有的深度学习边缘应用依赖非国产FPGA架构和加密IP实现产生潜在的安全问题,并且难以快速部署在IP不足、尚在发展中的国产化FPGA平台,设计了一种基于国产FPGA的神经网络硬件部署框架,配备独立于FPGA厂商的硬件IP库,实现国产FPGA神... 针对现有的深度学习边缘应用依赖非国产FPGA架构和加密IP实现产生潜在的安全问题,并且难以快速部署在IP不足、尚在发展中的国产化FPGA平台,设计了一种基于国产FPGA的神经网络硬件部署框架,配备独立于FPGA厂商的硬件IP库,实现国产FPGA神经网络部署的安全自主可控,并以此为基础进行了验证性实验。实验结果表明,本文所提出的神经网络部署框架具备实用功能,基于所提出框架能够实现国产FPGA神经网络快速部署,并且基于框架实现的16位精度Lenet5网络推理速度提高了6.67倍,仅为0.024 ms,GOPS吞吐率提升了5.13倍,达到147.8 GOPS;框架针对卷积计算转矩阵的数据降维进行了特定优化,相比基于Intel Xeon E 2276M CPU,进行卷积数据预转换加速了124.9倍。 展开更多
关键词 FPGA 神经网络 硬件部署框架 Lenet5 DSP
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新型电能通信传输检测设备 被引量:1
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作者 李玉鑫 王德全 +1 位作者 吴绍武 王正齐 《电子设计工程》 2024年第3期134-138,共5页
目前微电网端口电能质量分析设备较少,加之非线性、不平衡等电气负荷设备的接入,电能质量的检测与分析的问题日益严重,正常情况下电压的波动与间谐波和超高次谐波等问题难以解决。该文通过在MCU的基础上加入基于FFT的分析算法以及控制模... 目前微电网端口电能质量分析设备较少,加之非线性、不平衡等电气负荷设备的接入,电能质量的检测与分析的问题日益严重,正常情况下电压的波动与间谐波和超高次谐波等问题难以解决。该文通过在MCU的基础上加入基于FFT的分析算法以及控制模块,针对当前问题,提出了一种能够实时检测并传输谐波分量的显示装置,通过SIM900A传输模块,传输到用户侧的电能质量检测装置,方便实时对电网侧电路进行检测。可在电路中接入整流器从而减少谐波分量,实时抑制电网谐波分量的输出,保护输出电压的稳定性。 展开更多
关键词 电能质量 微电网 信息传输 高次谐波 电网检测
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条形码识别SoC芯片实现自动化ECO 被引量:1
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作者 曾云泽 林思杰 +1 位作者 卢朝辉 王仁平 《电子制作》 2024年第18期25-28,共4页
工程变更指令(Engineering Change Order,ECO)在芯片设计当中是一种非常有效地解决芯片功能或时序问题的方法。本文以自研的条形码识别芯片为例,提出一种结合逻辑验证的从寄存器传输级(Register Transfer Level,RTL)电路到GDSII版图的... 工程变更指令(Engineering Change Order,ECO)在芯片设计当中是一种非常有效地解决芯片功能或时序问题的方法。本文以自研的条形码识别芯片为例,提出一种结合逻辑验证的从寄存器传输级(Register Transfer Level,RTL)电路到GDSII版图的自动化ECO流程。介绍了基于综合工具、逻辑验证工具,布局布线工具的自动化ECO流程应用。同时围绕Conformal工具进行逻辑等效验证及ECO补丁生成,能够更直观地了解设计的变更点。且所有操作均可由自动化脚本完成,相较于传统的ECO流程,自动化程度更高,通过调用的综合工具使电路能更好地满足时序约束,大大降低了时间和人力成本,加快了芯片生产周期。 展开更多
关键词 芯片设计 工程变更 ECO 逻辑验证
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基于微形变分析的电容式MEMS加速度计温漂误差精密估计方法
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作者 齐兵 程建华 +1 位作者 赵砚驰 汪籽粒 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期2437-2445,共9页
针对传统的电容式微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)加速度计(capacitive MEMS accelerometers,CMA)温漂误差(temperature drift error,TDE)补偿方法存在非精准溯源TDE致使TDE估计精度低、反复尝试估计模型构型导致构... 针对传统的电容式微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)加速度计(capacitive MEMS accelerometers,CMA)温漂误差(temperature drift error,TDE)补偿方法存在非精准溯源TDE致使TDE估计精度低、反复尝试估计模型构型导致构建过程复杂繁琐的问题,提出基于微形变分析的CMA TDE精密补偿方法。首先,通过微形变分析内部结构精准溯源TDE,基于径向基函数神经网络(radial basis function neural network,RBFNN)构建改进型TDE精密估计模型;其次,基于专家经验和模糊理论提出Expert-Fuzzy辅助决策下TDE估计模型辨识方法,为改进模型提供有效的构型指导;然后,设计升温试验测试CMA,构建传统模型和改进模型并通过对比其输出偏置稳定性评估TDE估计性能。实验结果表明,改进模型构建过程大大简化,补偿后CMA偏置稳定性提升约35%。本方法能够更加精准地估计TDE,有效解耦硅基材料的温度依赖性并提升CMA的环境适应性。 展开更多
关键词 微机电系统 温漂误差估计 微形变分析 Expert-Fuzzy辅助决策 径向基函数神经网络
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基于RK3568开发板和卷积神经网络算法的电力系统智能化思路设计 被引量:3
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作者 罗杰 《电子产品世界》 2024年第2期54-59,共6页
RK3568开发板作为电力系统智能化的硬件支撑,卷积神经网络算法作为电力系统智能化的软件算法支撑,二者协同配合,可以提升电力系统智能化的水平。面对电力系统智能化的应用场景多元化、客户需求高级化的要求,基于RK3568开发板和卷积神经... RK3568开发板作为电力系统智能化的硬件支撑,卷积神经网络算法作为电力系统智能化的软件算法支撑,二者协同配合,可以提升电力系统智能化的水平。面对电力系统智能化的应用场景多元化、客户需求高级化的要求,基于RK3568开发板和卷积神经网络算法的电力系统可以节约人力成本、提升管理效率。 展开更多
关键词 RK3568开发板 卷积神经网络算法 电力系统智能化
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基于Wi-Fi技术的智能照明模块设计 被引量:1
14
作者 黄志生 阮颐 《集成电路应用》 2024年第1期6-7,共2页
阐述基于Wi-Fi技术的智能照明模块设计,探讨针对不同的需求,满足其智能控制的应用,可以使用PWM调光、模拟调光的不同调光方式,实现调光的功能,分析多个设计方案的特点。
关键词 智能照明模块 智能控制 PWM调光 单片机
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网络安全与数据完整性保护技术研究 被引量:1
15
作者 张俊达 《信息与电脑》 2024年第10期219-221,共3页
在大数据背景下,计算机网络安全技术具有计算能力强、服务便捷、节省资源、数据安全性高、可对数据进行共享等特点,结合计算机网络安全现状,本文以计算机网络安全的保护工作为主要研究对象,着重对计算机网络安全与数据完整性技术进行分... 在大数据背景下,计算机网络安全技术具有计算能力强、服务便捷、节省资源、数据安全性高、可对数据进行共享等特点,结合计算机网络安全现状,本文以计算机网络安全的保护工作为主要研究对象,着重对计算机网络安全与数据完整性技术进行分析,旨在促进我国计算机网络安全技术水平的提高。 展开更多
关键词 计算机网络安全 数据完整性技术 数据加密技术
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行人惯导实时定位实验教学平台设计与应用
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作者 覃昊洁 阎波 +1 位作者 林水生 周亮 《实验科学与技术》 2024年第2期138-143,共6页
根据行人定位系统的实时性、便携性和经济性需求,设计并开发了基于片上系统的行人惯导实时定位实验平台。该平台兼具较强的运算能力和丰富的接口资源,可在无需依靠任何外部辅助设备的情况下,实时对不同运动模式的行人进行定位。相较于... 根据行人定位系统的实时性、便携性和经济性需求,设计并开发了基于片上系统的行人惯导实时定位实验平台。该平台兼具较强的运算能力和丰富的接口资源,可在无需依靠任何外部辅助设备的情况下,实时对不同运动模式的行人进行定位。相较于传统惯导定位平台,该平台可扩充多个综合型、研究型实验项目,支撑不同阶段、不同难度的基础或专业课程实验。相较于常用的神经网络相关实验平台,该平台在成本、功耗、体积等方面都表现更优,利于大规模推广应用。兼具实时性和便携性的实验平台能为学生提供更直观、深入的实践体验,与单纯的仿真验证相比,能更好地激发学生的学习兴趣,兼顾科研探索能力和工程实现能力的培养。 展开更多
关键词 惯导定位 片上系统 实验平台 实时定位
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校园快递智能无人车配送系统设计
17
作者 黄浩 魏思洋 韩彩霞 《微型电脑应用》 2024年第11期27-31,共5页
考虑校园快递堆积、取件时间长等问题,提出一种方案,旨在将智能无人车应用到校园快递配送中。以STM32单片机作为主控制器,通过四路红外模块和GPS/北斗双模块BD卫星定位获取实时位置信息,输出平滑参考轨迹,电机转向和行进控制使用L293D... 考虑校园快递堆积、取件时间长等问题,提出一种方案,旨在将智能无人车应用到校园快递配送中。以STM32单片机作为主控制器,通过四路红外模块和GPS/北斗双模块BD卫星定位获取实时位置信息,输出平滑参考轨迹,电机转向和行进控制使用L293D完成。采用五路火焰检测模拟和数字双重输出检测火灾的发生;采用宽电压超声波模块HC-SR04和光电传感器模块E18-D80NK的漫反射式红外进行距离检测,实现避障;对循迹、避障、火焰报警和无线Wi-Fi通信进行系统融合。实车试验表明,方案能有效解决快递从业人员专业度参差不齐、人工成本高、快递堆积、丢件漏件、快递损毁、取件时间冲突等问题。 展开更多
关键词 无人驾驶 快递智能配送 STM32 GPS/北斗 Wi-Fi通信
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基于Verilog HDL的交通信号灯控制电路设计与实现
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作者 古林炜 杨丞 +2 位作者 王奕凡 谭迪文 夏成蹊 《电子制作》 2024年第21期97-99,共3页
本文介绍了一种基于硬件描述语言(Verilog HDL)的简易交通信号灯电路设计,并在系统可编程门阵列(FPGA)芯片上实现。该交通信号灯可实现红绿黄灯转换,调整交通灯信号等常用功能。该项设计采用自上而下的模块化设计,具有顶层设计模块和底... 本文介绍了一种基于硬件描述语言(Verilog HDL)的简易交通信号灯电路设计,并在系统可编程门阵列(FPGA)芯片上实现。该交通信号灯可实现红绿黄灯转换,调整交通灯信号等常用功能。该项设计采用自上而下的模块化设计,具有顶层设计模块和底层设计模块,基于Quartus II软件中的硬件描述语言(Verilog HDL)编程实现。根据各颜色灯的功能不同,设计了较为合理的不同灯亮时间,同时增加了左转灯功能,该设计方法简单,实用性强,便于在实际中应用。 展开更多
关键词 交通信号灯 控制电路 硬件描述语言 模块化 FPGA
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智能推荐技术在广播电视节目管理系统中的应用
19
作者 杜成菲 《电声技术》 2024年第3期7-9,共3页
随着人工智能技术的不断进步,智能推荐技术在广播电视节目管理系统中的应用变得日益重要。首先分析智能推荐技术的定义和发展现状,其次分析智能推荐技术应用于广播电视节目管理系统的优势,再次分析智能推荐系统应用于广播电视节目管理... 随着人工智能技术的不断进步,智能推荐技术在广播电视节目管理系统中的应用变得日益重要。首先分析智能推荐技术的定义和发展现状,其次分析智能推荐技术应用于广播电视节目管理系统的优势,再次分析智能推荐系统应用于广播电视节目管理系统存在的问题,最后分析智能推荐技术应用于广播电视节目管理系统的策略,为广播电视节目的智能化管理提供参考。 展开更多
关键词 人工智能 智能推荐 广播电视 管理系统
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直接检波式毫米波接收机研制 被引量:13
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作者 关福宏 王闯 +2 位作者 田为中 钱蓉 孙晓玮 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期125-128,共4页
以被动式毫米波成像为应用背景,研制了一种频带宽4GHz、中心频率25GHz的集成直接检波式接收机的原理样机.介绍了接收机的工作原理,设计、制作、测试了原理样机各个功能模块并对整个系统进行了测试.
关键词 毫米波接收机 直接检波 被动式毫米波成像
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