基于FPGA的全自动定位捡乒乓球机器人系统设计

对现有电子辅助的运动器材行业进行分析可以发现,目前市场上应用于场馆训练的大量散落乒乓球主要依靠人力或者简单的工具拾捡,而已有的捡乒乓球机器人很多智能化程度不高、识别不够精确。为此,提出一种基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的全自动定位捡乒乓球机器人的系统设计方案,利用摄像头采集机器人前方的图像数据实现乒乓球定位,利用超声波传感器实现机器人的自动避障,利用机械臂完成抓取乒乓球动作。图像识别乒乓球的部分创新性地将Hough变换算法硬件化,有效提高识别率和捡球速度。测试结果表明,机器人在定制测试条件下可以达到97.8%的识别准确率,具有自动寻球、自动捡球、自动避障以及手机蓝牙便捷开关机的功能。系统可以快速方便应用到乒乓球球馆中,市场潜力很大。     

氧化硅钝化的反式钙钛矿太阳能电池制备与性能

氧化镍(NiO_x)是反式钙钛矿太阳能电池中最常用的空穴传输层,但NiO_x表面存在的缺陷使NiO_x-钙钛矿界面光生载流子被严重湮灭,导致反式钙钛矿太阳能电池能量损耗大。为降低NiO_x-钙钛矿界面缺陷态密度导致的非辐射复合,提高反式钙钛矿太阳能电池的光电转换效率,提出了一种基于化学浴沉积无机钝化层-氧化硅(SiO₂)修饰NiO_x-钙钛矿界面的方法。结果表明,SiO₂可有效降低NiO_x与钙钛矿界面的缺陷密度和非辐射复合,延长载流子寿命。基于SiO₂修饰的钙钛矿太阳能电池可达到1.04 V的开路电压和19.35%的光电转换效率。     

基于FPGA的高速双精度浮点乘法器设计

设计了一种基于FPGA的高速双精度浮点乘法器．采用了基4Booth算法产生部分积,然后用优化的Wal—lace树阵列结构完成对部分积的累加得到伪和和伪进位,进而对伪和和伪进位采用了部分和并行相加得到最后尾数结果．采用了优化的5级流水线结构的设计在CycloneIIEP2C35F672C6器件上经过综合后运行频率可达123．32MHz．在同等优化下,相比于AlteraIP核在调用DSP乘法资源情况下运行速度提高大约11％,相比于不调用DSP乘法资源情况下运行速度提高大约67％．     

量子级联激光器的一种新的等效电路模型

采用电路建模方法,通过分析量子级联激光器（QCL,quantum cascade laser）中电子在子能带间跃迁机理和量子阱间的输运特性得到其二层级电子速率方程和光子速率方程,以此建立QCL的等效电路模型。电路模型的建立使得对QCL特性可以用通用电路仿真工具进行模拟仿真,克服了数值分析方法计算复杂,模拟时间长的缺点。...     

测温用黑体腔的理论研究

从理论上探讨并建立了测温用黑体模型，并从实验上验证了该模型。该模型从根本上解决了测温发射率的处理问题，为内燃机中实时测温打下了基础。     

基于忆阻器的异或逻辑单元的两步操作实现

针对基于忆阻器构建的高效逻辑单元,利用忆阻器的特性,为异或逻辑提出了一种两步操作的实现方法。第一步,将异或逻辑操作使用的忆阻器数目减少为4个;第二步,改进电路结构,将操作步骤降低为两步。结果表明,采用该高效实现方法后,异或逻辑单元的逻辑计算延迟和逻辑资源占用量均得到改善。逻辑资源占用数目减少了33.3%,操作步骤数目降低了70.4%,极大地提高了忆阻器的计算效率。     

双输出FPGA基本逻辑单元结构的布局布线影响研究

FPGA基本逻辑单元结构对其性能有着巨大的影响.采用实验的方法,基于三种不同的FPGA内基本逻辑单元(BLE)结构,分别对一系列的基准电路进行装箱和布局布线,研究了不同BLE结构对FPGA布局布线性能的影响.研究揭示了不同BLE结构对布局质量,布局、布线延时和面积有较大的影响,BLE_C结构在布局、布线延时和面积上有较好的优化效果.实验结果对FPGA的结构设计以及相应EDA工具的设计具有参考意义.     

一种基于FPGA的稀疏矩阵高效乘法器

基于稀疏矩阵的特点,提出了一种面向单精度浮点数的稀疏矩阵乘法硬件并行结构。该结构克服了通用矩阵乘法器在计算稀疏矩阵乘法过程中零值元素参与计算导致的运算效率较低和资源占用率较高的缺点。同时,设计的PE结构独立于运算对象,具有良好的扩展性。与其他学者的典型工作相比,该设计存储资源需求最低。实际测试结果表明,6维稀疏矩阵实例的计算性能达到107.73MFLOPS。     

通信专用CPU与PCI总线实现芯片内协议通信的解决方案

事务窃取一直是困扰CPU与PCI总线实现协议通信的难题。针对通信专用CPU与PCI总线芯片内协议通信存在的事务窃取问题，提出了面向协议的命令级简化解决方案及其命令管理，FIFO组织结构以及硬件体系实现。该方案从协议层次出发，因此设计思想具有可移植性，并已经应用到了一种基于ARM核的32位通信专用CPU中。     

忆阻-CMOS混合模逆电路设计

模逆运算是加密算法中最复杂的运算,更是最关键的模块之一。忆阻器是替代现有的晶体管从而延续摩尔定律的有力竞争者。文中结合信息安全和忆阻器两个领域的研究现状,将忆阻蕴含机制应用于模逆电路设计,研究忆阻器应用于大规模数字电路中的可行性和适应性。首先,基于FPGA平台提出忆阻蕴含逻辑电路模型,进而实现了基础逻辑门和加法器等功能模块;再调用功能模块,成功设计出了基于二进制扩展的Euclidean算法的忆阻-CMOS混合模逆电路。经仿真与验证,模逆模块在200MHz的时钟下能正确地执行设计功能。