三值光学计算机自动解码器

解码器是三值光学计算机(ternary optical computer, TOC)中负责将运算器输出的结果从三值光信号变换成对应的电信号的部件. 根据现有三值光学计算机的实际状况, 实现了一款自动千位三值光学计算机解码器系统.该系统由4 个数码摄像头和嵌入式系统组成: 利用摄像头采集三值光学处理器输出的运算结果的图像, 由嵌入式系统处理这些图像以获得运算结果的数值. 嵌入式系统中的软件包括拍照控制、数值生成和输出控制三个主要部分.创建的地址定位技术可解决运算器输出图像与摄像头拍摄图像在像素数量上差别过大的问题. 提出并实现的降蓝技术可解决蓝光对液晶暗状态的严重干扰问题. 建立的自检机制可提高解码结果的准确性和可靠性.     

用于光谱测量的光电二极管阵列驱动设计

为实现高动态范围多通道光谱测量,优化设计了光电二极管阵列S3924驱动电路。电路由时序产生单元、信号采集单元、控制单元3个功能模块组成。该电路使用一片EPM7064 CPLD作为光生电荷转移和信号采集的时序发生器;探测器输出信号被两个放大器同时放大,利用高速模拟开关切换方法,在单幅光谱测量中实现两级信号增益;为了防止探测器过饱和,设计了自动读出功能。最后对光谱信号噪声水平进行了评价,该噪声峰谷值小于0．01V,标准偏差在0．002V以下。     

一种八位并行插值型模数转换器的设计

数字技术的飞速发展,使得对模数转换器(ADC)的研究变得越来越重要.论文在并行模数转换器的基础上,结合内插结构设计了包括比较电路阵列、编码模块和输出锁存模块三个模块的八位模数转换器.这种新结构的八位并行内插模数转换器能更好地降低功耗和减小芯片面积;由于该模数转换器加入了抗饱和电路,提高了时钟脉冲的开关速度.利用Candence中的Spectre工具对电路进行了仿真,仿真结果表明,这种模数转换器达到了设计要求.     

三值光学处理器三模冗余表决系统设计与实验

计算机处理器的可靠性设计非常重要.设计了三值光学处理器(ternary optical processor, TOP)三模冗余(triple module redundancy, TMR)光电表决系统,针对三值光学处理器运算单元设计了光电表决器,提出了在三值光学处理器上构建表决系统架构的具体步骤.对于一位的三值光学处理器,设计并测试了108个表决实验用例,并对m位的重构运算器的可靠性进行了简要分析.实验结果与可靠性分析表明,针对三值光学处理器进行三模冗余表决的方案,能有效提高系统的可靠性及运行效率.     

LED热分析实验系统中光功率测量模块的设计

光功率测量是对LED光学和热学性能进行评价与分析的必备环节。为了搭建学生教学使用的LED热分析实验系统,设计了一款LED光功率采集模块。该模块的光学腔能为LED提供散热组件,并可排除光信号被硅PIN光电二极管采集时的光线干扰问题,输出可靠的电流信号,进而被后续的对数放大电路转化为电压信号。该电压信号在STM32F103主控芯片的定时控制下,被A/D转换器处理成数字信号,并实时上传至计算机软件。在采集电压的数据处理中,平滑处理可进一步滤除信号噪声,参照焊点温度的拟合处理可实现采集电压与光功率的对应校准。本模块设计简洁,成本低廉,测量速度快,分辨度良好,非常适合在LED散热相关课程的实验教学中推广使用。     

基于量子绝热捷径技术的光波导分束器设计

用于加快量子绝热“慢”过程的量子绝热捷径技术, 已广泛应用于原子、分子和光物理.基于耦合波导的量子光学类比, 利用量子绝热捷径技术设计光学波导的耦合系数与传播常数, 实现快速的光波导分束器件. 通过数值模拟, 并与共振耦合和绝热耦合波导进行比较. 结果表明, 量子绝热捷径技术所设计的光学波导分束器具有长度短、输出稳定性高的优势.     

基于标准CMOS工艺的光电浮栅突触研究

作为神经形态视觉感知系统的基本单元，光电突触需实现光敏和突触双重功能．本文基于TSMC180 nm标准CMOS工艺提出了一种由两个PMOS晶体管构建的光电浮栅突触结构，并利用浮栅电压表征突触权重．其中，一个PMOS管工作在光电混合模式，在光信号和电信号的刺激下，突触的浮栅电压分别呈现增加和降低特性，以此实现突触的兴奋性和抑制性功能；另一个PMOS管工作在隧穿模式，并通过Fowler-Nordheim(FN)隧穿机制修正突触权重．基于光电浮栅突触的电路模型，设计了用于像素识别的单元电路，搭建了3×3的像素阵列，并分析了无噪声和有噪声两种情形下的二值图像“+”识别．仿真结果表明，在基础光强为0 mW/cm~2和75 mW/cm~2的无噪情形和引入0.5 m W/cm~2噪声的有噪情形下，所设计的光电浮栅突触均可实现二值图像识别，并具有一定的抗噪声能力．     

基于遗传算法具有容错能力的图像滤波器优化设计

针对在可重构逻辑阵列中会出现一些故障单元的问题,利用遗传算法进化出适合该逻辑阵列的图像滤波器,并且考虑到结果电路的正确性、速度、功耗和复杂度等指标.实验结果验证了逻辑模块整列中存在较少故障模块时,可以生成功能上接近无故障模块时的滤波器电路.     

针对三值光学计算机的C语言扩展

为了将三值光学计算机(ternary optical computer,TOC)数据位众多和光学处理器硬件可重构性这两个特点应用于高级语言程序中,提出并实现了针对三值光学计算机的C语言扩充技术.该技术中的用户可见部分包括一组C语言扩充语句和一个用户运算请求文件自动生成软件模块,其中扩充语句采用C语言函数的书写方式,并采用专用字头SZG_;运算请求文件自动生成软件模块将用户在给定界面中送入的运算方式和输入数据自动转换成预先制定的数据文件格式,生成SZG文件.三值光学计算机返回的运算结果会自动保存在与运算请求文件相同的目录下,且文件名由对应的运算请求文件名加后缀R.SZG组成.用户不可见部分包括:对扩充指令的编译进程、SZG文件生成机制、运算请求状况记录进程、运算结果接收进程和三值光学计算机端服务进程.使用该技术,用户不必改变编程习惯,可直接在C语言程序中使用三值光学计算机.该技术已在由PC机和嵌入式系统组成的三值光学计算机模拟环境中进行了实验,实验结果表明,该技术行之有效.     

MEMS光纤压力传感器检测电路系统设计

针对反射式强度调制型MEMS光纤压力传感器特性,设计了一种基于STC89C52单片机的检测电路系统.系统分为光电转换模块、衰减滤波模块、真有效值转换模块、A/D转换模块和液晶显示模块等.采用OPT101作为光电转换器件,将光纤传输来的光强信号转换成电压信号,对电压信号衰减后通过滤波器输出至AC/DC转换器以及A/D转换器,经过单片机运算和处理将结果显示在液晶屏上并可通过接口输出至电脑.测试结果表明,本次设计的电路具有较高的精度和分辨率.     

USB3.0头包信息中CRC-16的Verilog实现

文章基于CRC检错原理,根据USB3.0协议规定的要求,通过Verilog实现了一种并行的CRC-16的计算方法,设计模块在Quartus中编译和仿真,给出了电路实现结构图、模块的接口信号、信号的物理意义以及部分程序和仿真波形图,并将实验结果与USB3.0规范中给出的数据帧样本进行了比较。结果证明这种方法能完成USB3.0头包信息中CRC-16的计算,满足数据传输准确性和时序要求,并能用于USB3.0控制器包的产生模块和包的检测模块。     

OOFDM-PON系统的FFT/IFFT字长联合优化设计与实现

在基于现场可编程门阵列(field programmable gate array, FPGA)平台实现的实时光正交频分复用无源光网(optical orthogonal frequency division multiplexing-passive optical network, OOFDM-PON)系统中, 由于实时全并行快速傅里叶变换/快速傅里叶反变换(fast Fourier transform/inverse fast Fourier transform, FFT/IFFT)模块计算复杂度高, 成为实时OOFDM-PON系统设计的主要瓶颈之一. 构建OOFDM-PON发送与接收仿真平台, 通过联合优化OOFDM-PON发送端的IFFT与接收端FFT蝶形运算的旋转因子和输出字长来降低模块的系统逻辑资源占用率. 采用基于缩短字长界限范围的方法来减少最优化字长的搜索时间, 同时构建了实时OOFDM-PON系统的基于DIF-2的64点IFFT/FFT的字长优化映射表. 该映射表在离线OOFDM-PON平台上的验证结果与仿真结果之间的误差控制在0.5 dB,验证了该优化算法的正确性. 与Spiral设计方案相比, 该设计的基于上述映射表的FFT模块可以节约大约37.2%的逻辑资源.     

基于面阵CCD的光学对中自动测量装置

光学对中自动测量装置主要由面阵CCD、光源、光学镜头、处理电路和电源模块组成。详细介绍了测量原理,并进行了精度分析。按照实际参数进行了误差计算,对中时测量标准差仅为0.06 mm,实现了高精度测量。     

电路实验的模块化教学探索与实践

探索将传统的电路实验划分成电阻电路研究、动态电路、正弦稳态电路和三相电路等四个大的模块,每个模块下再设若干项验证性、设计性和综合性的实验项目。在实践教学中探索实施并不断改进,取得了良好的教学效果。     

基于StarFabric互联的并行雷达信号处理机

提出了一种基于StarFabric互联的并行雷达信号处理机构架,并对其进行了建模,分析了StarFabric网络传输性能,设计了其中的数字信号处理(DSP)模块和其它模块.DSP模块集成8片C64x DSP和2 GB的存储容量;其它模块仅仅功能电路部分不同,互联接口完全相同.所提出的并行处理构架及设计模块已经成功应用于某SAR干扰信号处理中.     

三进阵列偶的唯一性

为了提高搜索效率,提出了两种新的周期循环相关信号,即二值自相关三进阵列偶及几乎最佳三进阵列偶,给出了其定义,并研究了其存在的必要条件。此外,提出并证明了二值自相关三进阵列偶及几乎最佳三进阵列偶的唯一性,从而在理论上解决了应用时接收的唯一性问题。     

EDA技术与应用教学改革初探

在传统理论＋实验教学模式基础上,结合新型模块化教学思想,本文提出实验模块＋应用开发教学模式,以培养学生的动手能力和创新能力,以EDA技术与应用课程为例,本文将其划分为组合电路、时序电路、交通灯、数字钟、液晶显示和应用开发六个模块,并具体介绍了各个模块的内容。     

光强实时监测系统的设计与实现

介绍了一种光强实时监测系统,该系统采用单片机STC89C51作为控制核心,通过光强采集模块对光强数据进行采集,将光强值转换为电压值输出,传送到A,D转换模块,由ADOS09实现模拟信号的数字化,通过MAX232把数据传送给计算机主机,再由LabVIEW软件编程实时显示出检测点的光强值,还可以设定光强的最大值和最小值,当光强超过最大值或低于最小值时进行报警．经测试,结果表明该系统反应灵敏,稳定可靠。     

ON EQUIVALENCE BETWEEN THE SEQUENTIAL CIRCUITS IN SERIES AND IN PARALLEL

Propose the sequential circuits with the ternary D-ffs in series~1. Discuss the equivalence between the sequential circuits with the p-valued flip—flops in series and in parallel as a part of studying the multiple valued logic circuits.