多分量地震监测系统AETA的研究与实现

研制多分量地震监测系统AETA(acoustic & electro-magnetic testing all in one system)。在云南、四川、西藏、河北、北京、广东等地区的现场实验表明, 该系统能够满足大区域密集布设中高灵敏度、低成本和易布设的需求。同时, 若干点的实验观测数据和均值、振铃率、峰值频率在一定程度上反映了映震效果。目前正在中国西南部、首都圈、台湾海峡等地区密集布设, 系统地开展映震效果研究。     

可重构算子阵列的结构和建模

提出一种由多种粗粒度、功能可配置的可重构算子组成的新型FPGA结构——可重构算子阵列结构,能完全替代细粒度的基于查找表的可编程逻辑单元,降低配置加载时间,同时电路速度具有可比性。可重构算子分为运算类、控制类、路径类和存储类,像电路指令集一样可支撑所有电路的实现。互连结构分为全局互连、局部互连和IO互连,分别承载远距离、邻近和系统外部的数据传输,互连开关采用通用开关阵列的形式。互连线段分为组线和单线两种,其中组线的位宽大于1比特,其行为一致,从而减小开关数目,提高传输速度。为了对该阵列结构进行性能分析和结构探索,还针对该结构进行建模,通过结构文件快速生成不同的结构,可作为深入研究的有效手段。     

H.264/AVC编码器中运动估计的低代价VLSI实现

通过对运动估计算法进行优化, 提出一种应用新型存储结构的流水线实现结构。通过采用合适的搜索策略、高效的率失真优化代价计算和插值部件、创新的存储结构及优化的数据流调度, 实现具有低硬件代价和存储访问的快速运动估计。该设计在SMIC 130 nm工艺下综合, 时钟频率可达到167 MHz, 消耗181.7 K逻辑门和13.8 KB存储, 相比同类设计具有更高的硬件效率。该设计集成在一个H.264/AVC编码器中进行FPGA原型验证和VLSI实现。 SMIC 65 nm工艺下, 整个芯片面积为1.74 mm×1.74 mm, 工作频率为350 MHz, 可以支持实时高清(1080P@60fps)编码。     

一种行走辅助型下肢外骨骼的设计与实现

使用体重支撑的方式可以提高行走辅助外骨骼穿戴的舒适性,设计以棘轮棘爪组合机构为核心的单向离合装置来减轻设备重量。通过对步态的分析,以转矩模式下的PID电流控制为内环,增加了足底压力传感和座椅传感构成的外环反馈控制,实现智能化的人机交互过程。最终实现外骨骼重量12.5 kg,站立时辅助支撑约10 kg,行走中平均辅助支撑约3 kg,续航时间大于2小时。     

CmDSP: 一种可配置媒体数字信号处理器

通过分析专用DSP技术发展, 提出一个面向媒体处理的可配置DSP: CmDSP。在自主定义专用媒体指令集基础上, 采用SIMD技术以及相应复数乘法器和专用协处理器等加速单元, 并采用VLIW技术和双簇结构。 CmDSP基于SMIC 0.18 m Digital Logic工艺实现, 并自主设计测试板, 完成了指令级测试和若干媒体算法的应用实现, 可以满足该领域设计工程的需要。     

面向医疗电子应用的16位RISCMCU设计与实现

通过医疗电子的应用需求分析,提出一款具有专用指令集的微处理器结构:PKU-DSPII。该结构采用多级存储并内嵌直接存储访问控制器,包含多种系统控制模块且接口丰富,支持3种启动模式并可进行系统自动升级。PKU-DSPII采用CSMC 0.18μm工艺和LQFP封装实现,芯片面积为3.2 mm×3.2 mm,在100 MHz工作频率下实测功耗为96.9 mW。     

用于无线传感网的低功耗集成电路技术

在传统集成电路(IC)的低功耗设计方法基础上,提出3种低功耗技术,并实现无线传感网传感器节点,作为实例验证。在系统级,提出联合编译技术的优化策略以及为无线传感网提供特殊低功耗模式的硬件架构。在电路级,基于集成电路算子设计方法学,考虑到在算法映射阶段时钟布局,提出时钟算子。以上技术均通过一个无线传感网传感器节点的低功耗设计实例来验证。测试结果显示,使用新提出的3种方法,在深度睡眠模式下,传感器节点芯片功耗为167μW,板级功耗可以达到1.035 mW。     

一种基于UVM面向RISC CPU的可重用功能验证平台

以UVM验证方法学和UVM1.1标准库为基础建立验证环境, 按照面向方面的模式分离功能、时序和结构属性, 设计参考模型, 在事务级利用知识库自动产生高功能覆盖率效果的测试用例。面向RISC CPU的功能验证实现领域重用, 以PKU-DSPII为例建立完整的验证平台。实验结果表明, 可重用性得到大幅提升, 且测试用例的覆盖率效果提升约7%。     

面向医疗电子应用的16位RISC MCU设计与实现

通过医疗电子的应用需求分析, 提出一款具有专用指令集的微处理器结构: PKU-DSPII。该结构采用多级存储并内嵌直接存储访问控制器, 包含多种系统控制模块且接口丰富, 支持3种启动模式并可进行系统自动升级。PKU-DSPII采用CSMC 0.18 μm工艺和LQFP封装实现, 芯片面积为3.2 mm×3.2 mm, 在100 MHz工作频率下实测功耗为96.9 mW。