基于混合CORDIC的神经网络激活函数的实现

讨论了基于混合坐标旋转数字计算机算法设计并实现对数-S形激活函数的方法,采用超高速集成电路硬件描述语言和流水线技术构造的对数-S形函数的寄存器传输级模块在现场可编程门阵列上给予硬件实现,优化后的对数-S形函数模块结合了查找表和坐标旋转数字计算机迭代算法的特点,具有高效率、高速度、高精度等优点.实验数据表明,本设计模块计算结果的平均误差为0.05 %,最大误差为0.19 %,最大工作频率为109 MHz,满足神经网络超大规模集成电路的要求.     

一种硬件哈希表压缩方法及其性能研究

在高速、大容量的基于流的报文分类应用中，采用硬件哈希表具有成本低、扩展性好等优点。但由于需要在硬件哈希表中保存流标识，而流标识的长度依不同应用可能长达几十字节，一方面需要较大的存储空间，另一方面也严重影响了哈希查表的性能。提出了一种硬件哈希表压缩方法，可以有效压缩保存在哈希表中流标识的长度，减小所需存储器容量，提高查表性能，同时实现复杂度低，具有较高的实用价值。     

基于循环冗余校验码的卫星导航电文增强纠错方案

为使用错误导航电文改善卫星导航性能,提出一种基于循环冗余校验码的增强纠错方法.使用CRC-24检错编码纠正卫星导航电文中的1 bit错误模式,利用数学分析和计算机搜索方法证明了最小码重和纠正错误能力,基于电文格式和错误比特分布模型分析了增强纠错方案对导航电文的改善,给出了一种低复杂度查表实现. 以GPS CNAV电文数据为实例验证增强纠错方法的性能,结果表明导航接收机使用CRC辅助纠错可以降低导航电文的帧错误率1~2个数量级,增强纠错在不改变信号结构的条件下可改善导航数据可靠性.      

快速查表法在实时检测中的应用

介绍了快速查表法的原理及其在实时检测中,例如在参数校准、轨迹跟踪和目标鉴别中的一些应用,并以一个用于电子散射实验的强子探测器为例,说明查询表的具体设计方法。     

采用综合学习粒子群算法的有限冲激响应数字滤波器设计

针对标准粒子群优化算法在求解复杂多模问题时容易陷入局部极值点和有限冲击响应数字滤波器(FIR DF)设计时减少误差的问题,将综合学习粒子群优化算法(CLPSO)应用于FIR DF设计中.CLPSO在每一代更新中采用所有粒子全局最优值代替粒子本身的个体历史最优值,当粒子停止更新时,重置粒子最优值,保证粒子学习最优和在错误方向上花费最少计算时间.数值结果显示,在满足算法复杂度、计算时间、逼近误差等设计指标的前提下,CLPSO在低通和高通频率采样法FIR DF设计中比传统查表法、遗传算法和标准粒子群优化算法具有一定的优势.     

基于SOPC的AES算法硬件实现研究

通过分析AES算法的轮变换和密钥扩展的特点,结合片上可编程系统（SOPC）内部电路结构,用查找表对AES算法进行全面优化,用查找表对密钥扩展的递归算法进行构建.给出了实现算法的流程图,完成了密钥生成器电路系统,实现了算法的SOPC系统设计.     

适合SMS4算法硬件实现的S盒构造新方法

基于有限域求逆实现s盒的方法存在求逆运算复杂、硬件实现难的问题.为此,通过引入新的复合域,将GF(2~8)域上的求逆运算转化成GF(((2~2)~2)~2)复合域上的求逆运算,提出了一种基于复合域求逆的低电路面积开销的s盒构造方法.该方法通过采用复合域计算、优化运算顺序和复用公因子等手段减小S盒硬件实现的电路面积.实验表明,在0.18μm和0.35μm CMOS工艺下,采用基于复合域求逆构造的S盒与采用查找表方法构造的S盒相比,电路面积可减少34%～68%.此外,在相同的工艺和吞吐率下,与原始的算法相比,采用提出的S盒的SMS4算法硬件资源消耗大大减少,适用于对芯片面积严格限制的场合.     

红外定硫仪的研究与设计

介绍一种红外测硫仪的校正方法和整个仪器的软件实现。现有条件下,在煤质分析、生铁和钢中硫含量的测定中,大多采用化学检测法,化学分析方法试验数据繁多,需要查表比对,计算工作量大,分析周期长,受人为因素干扰极大。采用定硫仪分析能有效降低人为的误差,分析速度大大加快。设计过程中,对仪器进行了三级校正,对实验流程都进行了精心设计,通过准确度和重复度的试验验证,测试结果准确度符合国家标准,重复性好。仪器采用CAN总线实现上下位通讯并进行数据管理和系统设置,分析结果直观。     

模拟集成电路遗传算法的优化设计

针对模拟集成电路设计中设计周期长、参数复杂且精度低等问题,提出了一种智能算法——遗传算法。通过对模拟集成电路中二级运算放大电路的设计,运用遗传算法对其电路的各个性能指标进行了优化分析,有效地提高了各性能指标。该优化方法对模拟集成电路进行优化设计,并且基于Hspice仿真结果与实际电路设计非常接近,具有很高的实用价值。     

纳米测量机工作台导轨高精度误差分离原理

为了高精度分离与修正纳米测量机工作台直线度运动和角运动误差引起的阿贝误差,介绍了一种利用速度瞬时中心进行分离的方法,推导了工作台在任意时刻的速度瞬时中心坐标计算公式,根据该公式计算出由于直线度引起的工作台上任意测量点的坐标测量误差.从原理上设计了直线度误差分离与修正的实验方案,解决了传统阿贝误差分离与修正方法中以旋转中心为工作台中心点、阿贝臂长度计算不准确的问题.     

基于FPGA的H.264解码核的实现

对H.264/AVC的视频解码问题进行了研究,给出了H.264解码核的硬件实现方案,对熵解码CAVLC查表方案进行了优化.介绍了句法预测模块、反量化、逆DCT以及帧内预测模块的具体实现结构;并引入流水线、并行处理和状态机处理方法来提高处理速度,实现了解码结构上的优化.本算法在EP2S60F672C5ES FPGA上获得验证,结果表明给出的H.264解码算法是正确的,且有节省硬件资源和较快解码速度的优点.     

面向USB应用的CRC编解码电路的设计与实现

文章在介绍CRC算法原理的基础上,根据除法原理的模2法则构造出通用的CRC编码电路。然后在USB环境应用特点的基础上给出了适用于USB应用的CRC电路结构,以及相应的Verilog-HDL描述。该设计可以用具体电路实现,也可以以IP软核的形式嵌入到其它USB设计中。讨论分析的思路和实现方法不仅对USB应用有意义,而且对其它数据传输电路结构(如CAN总线)也有一定的参考价值。     

用程控增益与分档搜索法实现高精度对数放大

本文提出了用程控增益及分档线性搜索的方法取代高精度对数放大器的设计思想,并介绍了实施的原理框图与程序设计方法.文中还对测量误差进行了分析.     

格密码关键运算模块的硬件实现优化与评估

为提高格密码在实际应用中的运算效率, 提出一种格密码中多项式乘法运算的优化实现技术。该技术采用乒乓结构存储多项式系数, 用以提升存取带宽, 通过消除预缩放运算, 减少10.5%的模乘运算和16.7%的存储空间占用, 采用移位寄存器和三输入加法器的结构, 有效地减少逻辑资源占用。同时, 设计具有可选层级的流水线结构, 使多项式乘法中的蝶形运算模块可以满足不同密码硬件系统的时序要求。评估结果表明, 采用优化技术的低面积、均衡型和高性能实现的蝶形运算模块最大工作频率分别可达到150, 250和350 MHz以上。与现有实现技术相比, 优化的多项式乘法硬件实现能够以更小的电路面积实现更高的工作频率, 使电路效率提升22.8%。     

日本BS-2卫星直播电视数字伴音误码纠错方法及电路

本文介绍日本卫星直播电视数字伴音采用的BCH纠错编码和交织码相结合的纠错编码方法,以及我们自行研制的纠错编码译码电路。在常规BCH编译码电路的基础上,提出了电路简单、译码速度较快的查表译码法,并讨论了它的适用范围。     

H.261视频信号纠错编译码的探讨

在通信领域，纪错技术有着广泛的应用，它能有效地改善通信系统的传输性能。作者在本文中主要是对应用于Ｈ．２６１建议视频信号纠错ＢＣＨ（５１１．４９３）码的编译码进行理论上的探讨，从而指导硬件电路的设计实现。     

低复杂度的改进型CORDIC优化算法研究

CORDIC算法在电子、通信领域有着广泛的应用.传统CORDIC算法需要通过乘法器和查找表才能实现多种超越函数的计算,这会导致硬件电路实现复杂,运算速度降低,此外它能够计算的角度范围也有限.针对传统CORDIC算法的缺陷,提出一种改进型CORDIC优化算法,它不需要模校正因子和查找表,只需通过简单的移位和加减运算就能实现多种超越函数的计算,从而能够减少硬件资源,提高运算性能,并通过区域变换使得该算法能够适用于所有的旋转角度.误差分析表明该算法具有很小的误差.     

三维场景相息图快速生成研究

相息图以其衍射效率高,无共轭像等优点而被广泛应用于全息三维动态显示中,然而相息图计算量大,生成速度慢而影响了它的实时动态显示;鉴于此,提出了一种三维场景相息图快速生成方法;采用OpenGL进行物点离散采样,逐点计算的优化查表算法进行相息图计算,将相位因子拆成水平方向和竖直方向因子的乘积,离线制作的查找表只需存储水平方向和竖直方向因子,从而使存入GPU纹理内存的查找表空间大大减少,并利用CUDA架构合理设计并行计算方案,使相息图的运算速度进一步加速;实验表明:采用此方法能正确生成所需的相息图,且计算速度比基于CPU的计算方法提高了40倍左右.     

不确定Sigma-Delta调制器的鲁棒滤波

研究级联Sigma-Delta调制器在非理想性电路中的鲁棒校正滤波器设计问题.基于MARKOV区间算法和线性区间系统的等价描述,将扰动抑制问题转化为增广系统的鲁棒稳定问题.给出以线性矩阵不等式描述的鲁棒滤波器存在的充分条件,该条件保证所设计的校正滤波器能有效抑制电路不确定性对调制器性能的影响.仿真结果表明,与传统校正滤波器相比,该调制器获得了更好的信号噪声比.方案降低了电路实现过程中器件精确度的要求,从而达到低应用成本的目的.     

基于数值分析理论的低复杂度MED算法

经典的最大特征值检测（MED）算法在检测相关信号时具有优异的性能.然而,随着信号维度的不断增大,MED算法面临着严重的感知判决量和判决门限计算的效率和实现问题,从而极大地限制了该算法在现代认知通信系统中的进一步应用.为此,提出了一种基于数值分析理论框架的低复杂度MED频谱感知算法.所提算法利用Rayleigh商加速幂法迭代地计算感知判决量,与经典的幂法相比,在检测高维信号时具有更快的收敛速度;此外,不同于经典的查表法,新算法基于三次样条插值法快速、准确地确定任意给定目标虚警概率所对应的感知判决门限.所提MED算法在保持原有算法检测性能的同时,有效提升了计算效率,降低了算法实现复杂度;其对于高维条件下的频谱感知问题尤其具有吸引力.最后,仿真结果证明了所提算法的有效性.