Flex-DMA:支持多模式高效传输的DMA系统设计

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作者 李德建 冯曦 +4 位作者 王国旋 谭浪 沈冲飞 范志华 李文明 《微电子学与计算机》 2024年第6期103-114,共12页

随着数据密集型科学和高通量应用的迅速发展,专用集成电路设计不断涌现,传输系统不再只有数据传输的需求。现有的一些直接存储器访问(Data Memory Access,DMA)设计可以支持高效的矩阵转置传输,但这些设计不能满足复杂的访存模式,也不具... 随着数据密集型科学和高通量应用的迅速发展,专用集成电路设计不断涌现,传输系统不再只有数据传输的需求。现有的一些直接存储器访问(Data Memory Access,DMA)设计可以支持高效的矩阵转置传输,但这些设计不能满足复杂的访存模式,也不具有灵活的可配置性,从而降低计算效率。针对这些问题设计了一种可配置的多模式传输系统Flex-DMA,该系统包含可配置的寄存器以及传输通道,拥有基础模式和单指令多数据(Single Instruction Multiple Data,SIMD)模式。因此,Flex-DMA可根据不同的数据传输需求选择不同的传输模式,灵活配置数据规模和数据格式,支持数据向量化转换、矩阵转置传输等功能。在大规模并行模拟框架中对Flex-DMA做性能评估,其结果表明,Flex-DMA在数据向量化处理中可以获得平均5.14倍的加速比。此外,与MT-DMA结构相比,Flex-DMA在矩阵转置传输中可以获得平均2.52倍性能提升。实验证明:Flex-DMA能满足复杂的访存模式和传输需求,在低传输时延下实现数据的重组和预处理。 展开更多

关键词 直接存储器访问 SIMD模式 数据传输 矩阵转置 预处理

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径向基函数网络在体感诱发电位实时监测中的应用 被引量：3

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作者 崔红岩 谢小波 +2 位作者 徐圣普 沈冲飞 胡勇 《国际生物医学工程杂志》 CAS 2012年第3期137-141,共5页

目的 针对体感诱发电位（SEP）的特征,设计基于径向基函数网络的复合自适应滤波器,实现体感诱发电位的快速提取.方法通过径向基函数网络的关键参数优化选择,对基于径向基函数网络的复合自适应滤波器与以自适应信号增强器和自适应噪声消... 目的 针对体感诱发电位（SEP）的特征,设计基于径向基函数网络的复合自适应滤波器,实现体感诱发电位的快速提取.方法通过径向基函数网络的关键参数优化选择,对基于径向基函数网络的复合自适应滤波器与以自适应信号增强器和自适应噪声消除器为基础构造的复合自适应滤波器提取体感诱发电位的性能进行比较分析.结果仿真实验表明：基于径向基函数神经网络的复合自适应滤波器拟合出的SEP信号,在波形上基本与模板信号相似,并且比已有复合自适应滤波器拟合出的波形更为平滑.结论 基于径向基函数网络的复合自适应滤波器新算法可实现从强噪声背景中快速提取体感诱发电位,能更快地识别体感诱发电位的潜伏期及幅值,实现单次提取,并且系统性能稳定. 展开更多

关键词 体感诱发电位 径向基函数 自适应信号增强 自适应信号消噪 复合自适应滤波器 最小均方误差算法

原文传递

面向片上系统的多区域温度控制系统设计

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作者 李德建 杨小坤 +2 位作者 杨立新 沈冲飞 邱宇航 《集成技术》 2023年第6期43-56,共14页

在片上系统(system-on-chip,SoC)芯片中,由于各功能部件在频率、活跃度等方面存在差异,导致产热分布不均的问题比较突出,严重影响芯片的可靠性和使用寿命。针对这一问题,该文设计了一种面向SoC芯片的多区域温度控制系统。首先,通过片上... 在片上系统(system-on-chip,SoC)芯片中,由于各功能部件在频率、活跃度等方面存在差异,导致产热分布不均的问题比较突出,严重影响芯片的可靠性和使用寿命。针对这一问题,该文设计了一种面向SoC芯片的多区域温度控制系统。首先,通过片上总线技术进行分布式多区域温度采集,以获取SoC芯片的多区域温度信息。然后,设计了兼顾全局与局部温控的温度控制机制。该机制基于温度采集阶段的实时数据,通过协调时钟降频、中断以及脉冲宽度调制散热等方式进行局部或全局芯片温度管理与控制。同时,用户可以通过主控程序调整系统参数,使系统与各种温度控制场景兼容。该文在一种大规模众核SoC平台上进行了温度控制系统的测试。实验结果表明,该文提出的温度控制系统可有效减缓SoC工作时的芯片温度上升速度,并将芯片区域最高温度控制在用户所设定的极高温临界值±3℃范围内,表明该温度控制系统用于SoC芯片的温度控制是可行的。 展开更多

关键词 芯片散热 温度控制系统 片上总线 片上系统 脉冲宽度调制

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开放式多模导航接收机设计

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作者 李文杰 沈冲飞 韩逸飞 《电子产品世界》 2012年第9期80-82,共3页

单北斗或GPS导航接收机以及传统整体式的设计已不能满足当前导航接收机在不同领域的深入应用,具有高效、可靠、可控的深度开发能力的多模导航接收机设计是推进北斗导航应用的重要因素。以自主研发的多模导航为核心,结合未来导航终端发... 单北斗或GPS导航接收机以及传统整体式的设计已不能满足当前导航接收机在不同领域的深入应用,具有高效、可靠、可控的深度开发能力的多模导航接收机设计是推进北斗导航应用的重要因素。以自主研发的多模导航为核心,结合未来导航终端发展技术特点,提出一种基于组件设计方法的开放式多模导航接收机,对多模兼容及开放式设计方法展开研究并建立接收机开发流程。内容包括:首先,分析多模导航SoC及接收机开发原理;其次,阐述基于组件的开放式多模导航接收机设计,并提出针对不同硬件平台的多层次软件开发流程;然后详细介绍以算法为核心的组件设计关键技术及可配置开发方法;最后,总结并验证实现该开放式多模导航接收机,提出下一步研制重点。 展开更多

关键词 卫星导航 接收机 北斗 GPS

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国产化卫星/MEMS组合导航模块的设计实现

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作者 王佩生 兰利东 +1 位作者 韩逸飞 沈冲飞 《电子产品世界》 2012年第7期77-79,共3页

设计一种嵌入式卫星/MEMS组合导航模块。该模块采用北京时代民芯科技有限公司的国产化GPS/BD多模导航接收机,实现与MEMS惯性器件的软硬件融合。基于工程化应用,提出一种高可靠扩展卡尔曼滤波器滤波算法,实时校准各种误差项,改善组合导... 设计一种嵌入式卫星/MEMS组合导航模块。该模块采用北京时代民芯科技有限公司的国产化GPS/BD多模导航接收机,实现与MEMS惯性器件的软硬件融合。基于工程化应用,提出一种高可靠扩展卡尔曼滤波器滤波算法,实时校准各种误差项,改善组合导航模块性能。在静态情况下,模块姿态角误差小于0.2°,航向角误差小于0.5°。在动态情况下,姿态角与航向角误差小于1°,如果卫星导航突然中断,将能持续30秒,定位精度维持在20米内。 展开更多

关键词 GPS/BD多模导航接收机 MEMS 组合导航 扩展卡尔曼滤波器

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诱发电位快速提取方法及进展 被引量：1

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作者 沈冲飞 谢小波 +1 位作者 陆瓞骥 胡勇 《国际生物医学工程杂志》 CAS 2007年第6期344-348,共5页

每次刺激所产生的诱发电位的峰值和潜伏期以至波形是时变信号。随着信号处理技术的发展,诱发电位的提取方法由传统的平均叠加方法,向逐步减少累加次数,最终实现单次提取诱发响应波形,实现动态提取诱发电位的方向发展,因此对诱发电位的... 每次刺激所产生的诱发电位的峰值和潜伏期以至波形是时变信号。随着信号处理技术的发展,诱发电位的提取方法由传统的平均叠加方法,向逐步减少累加次数,最终实现单次提取诱发响应波形,实现动态提取诱发电位的方向发展,因此对诱发电位的少次以至单次提取成为生物医学信号处理领域备受关注的一个研究课题。对近年来快速提取诱发电位的信号处理方法进行了简要的回顾,并分别从自适应滤波、小波变换、神经网络及独立成分分析等4个方面对算法进行了介绍。 展开更多

关键词 诱发电位 自适应滤波 小波变换 神经网络 独立分量分析

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复合自适应滤波器用于体感诱发电位信噪比的提高 被引量：1

7

作者 沈冲飞 谢小波 +1 位作者 陆瓞骥 胡勇 《生物医学工程研究》 2007年第3期223-227,共5页

本研究以可靠、快速提取体感诱发电位为目标,试图解决相干叠加方法既费时又不能反映体感诱发电位时变特征的缺点。运用以自适应噪声减法器和自适应增强器为基础构造的复合自适应滤波器提取体感诱发电位。仿真实验表明,运用复合自适应滤... 本研究以可靠、快速提取体感诱发电位为目标,试图解决相干叠加方法既费时又不能反映体感诱发电位时变特征的缺点。运用以自适应噪声减法器和自适应增强器为基础构造的复合自适应滤波器提取体感诱发电位。仿真实验表明,运用复合自适应滤波器可实现从强噪声背景中快速提取体感诱发电位,能更快地识别体感诱发电位的潜伏期及幅值,并且系统性能稳定。 展开更多

关键词 体感诱发电位 复合自适应滤波器 自适应噪声减法器 自适应增强器 信噪比

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定点数自适应消噪器在实时体感诱发电位检测中的应用

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作者 崔红岩 谢小波 +1 位作者 沈冲飞 胡勇 《国际生物医学工程杂志》 CAS 北大核心 2011年第4期197-200,204,共5页

目的针对现场可编程门阵列（FPGA）实时系统在体感诱发电位信号检测中的应用，设计一种基于定点数运算的自适应噪声消除器，用于改善体感诱发电位的信噪比。方法对影响定点数算法性能的关键参数进行优化选择，并与基于浮点数运算的自适... 目的针对现场可编程门阵列（FPGA）实时系统在体感诱发电位信号检测中的应用，设计一种基于定点数运算的自适应噪声消除器，用于改善体感诱发电位的信噪比。方法对影响定点数算法性能的关键参数进行优化选择，并与基于浮点数运算的自适应噪声消除器的性能进行比较。结果仿真实验表明，定点数自适应噪声消除器的输出与真实体感诱发电位信号之间的失真略大于浮点数算法，选择优化的收敛系数能使定点数算法的结果相当于浮点数算法的结果。结论通过合理的参数选择，基于定点数运算的自适应噪声消除器能够满足实际使用的要求。 展开更多

关键词 体感诱发电位 定点数算法 自适应消噪 步长因子 失真指数

原文传递

定点数自适应消噪器用于体感诱发电位检测

9

作者 张宇奇 沈冲飞 +3 位作者 谢小波 崔红岩 陆瓞骥 胡勇 《医疗卫生装备》 CAS 2009年第5期29-31,共3页

目的:为了改善脊髓术中监护的准确性和实时性,一种可移植于FPGA的定点数算法自适应噪声消除器被应用于改善体感诱发电位的信噪比。方法:仿真浮点数算法、定点数算法自适应消噪器对离线SEP信号处理的效果。比较两种滤波器在不同收敛系数... 目的:为了改善脊髓术中监护的准确性和实时性,一种可移植于FPGA的定点数算法自适应噪声消除器被应用于改善体感诱发电位的信噪比。方法:仿真浮点数算法、定点数算法自适应消噪器对离线SEP信号处理的效果。比较两种滤波器在不同收敛系数下失真指数的趋势。结果:定点数算法在收敛系数较小的范围内失真指数较浮点数算法略大。随着收敛系数的增大,二者差异逐渐缩小。结论:通过合理优化收敛系数,定点数自适应消噪器能够逼近浮点数自适应消噪器,满足SEP检测的要求。 展开更多

关键词 体感诱发电位 自适应噪声消除 现场可编程门阵列 定点数算法 收敛系数 信噪比

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自适应噪声减法器用于提高体感诱发电位信噪比

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作者 陈自强 沈冲飞 +4 位作者 崔红岩 张宇奇 谢小波 陆瓞骥 胡勇 《生物医学工程与临床》 CAS 2008年第5期364-367,共4页

目的利用自适应方法实现从强噪声背景中快速提取体感诱发电位信号。方法采用最小均方误差算法对自适应噪声减法器进行设计，以15例接受脊柱外科手术的病人为对象，将600次刺激响应的SEP做叠加平均得到的信号作为标准的SEP模板，用脑电图... 目的利用自适应方法实现从强噪声背景中快速提取体感诱发电位信号。方法采用最小均方误差算法对自适应噪声减法器进行设计，以15例接受脊柱外科手术的病人为对象，将600次刺激响应的SEP做叠加平均得到的信号作为标准的SEP模板，用脑电图（EEG）加白噪声来模拟临床中干扰SEP的噪声。通过仿真实验检验自适应噪声减法器提取SEP信号的性能。结果自适应噪声减法器可以将信噪比提高25dB左右：自适应噪声减法器提取出的SEP信号与SEP模板信号间潜伏期和峰峰幅值的百分比误差均分别小于1％和6％。结论运用白适应噪声减法器可以实现从强噪声背景中快速提取SEP，在提高检测信号信噪比的同时。更快地识别SEP的潜伏期及幅值。 展开更多

关键词 体感诱发电位 自适应噪声减法器 信噪比 最小均方误差 潜伏期

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电力分布式智能配电终端控制芯片实时增强技术概述

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作者 李德建 陈琦 沈冲飞 《微纳电子与智能制造》 2022年第4期94-101,共8页

随着“双碳”目标下新型电力系统的发展,分布式新能源广泛接入配电网形成新型有源配电网,信息交互和实时控制多形态新业务不断涌现,传统的云-端协同业务架构已无法负荷新业务实时处理的需求,业务架构逐步向“云-边-端”协同的分布式部... 随着“双碳”目标下新型电力系统的发展,分布式新能源广泛接入配电网形成新型有源配电网,信息交互和实时控制多形态新业务不断涌现,传统的云-端协同业务架构已无法负荷新业务实时处理的需求,业务架构逐步向“云-边-端”协同的分布式部署发展,业务数据就地化实时处理需求凸显。本文基于新型有源配电网业务特性,分析了电力分布式智能配电终端控制芯片的新需求。然后,针对诊断识别等弱实时算法加速方面,分析了基于CPU的内核级弱实时增强技术;针对强实时数据预处理方面,分析了不同硬件加速器技术及其特色应用情况;针对实时、非实时多业务融合问题,分析了不同异构架构方式下多业务数据实时交互的特性。通过研究分析,基于非对称多核异构的可重构片上集成系统更适合多业务融合场景下系统实时性需求。最后,对存算一体、chiplet等新兴技术进行了展望。通过分析新型有源配电网业务特性,本文提出电力分布式智能配电终端控制芯片的新需求,探讨了不同技术在实现这些需求方面的优缺点,对未来电力系统的未来发展和优化具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 分布式智能配电终端 控制芯片实时增强技术 非对称多核异构架构

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