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基于双线以太网的Modbus TCP-MQTT协议转换网关设计[通信与网络][通信网络]

随着工业互联网的发展，双线以太网凭借其数据传输和远程供电能力、高效利用空间和节约成本的特点被广泛应用在工业物联和智能制造领域。设计了一种双线以太网协议转换网关，将双线以太网Modbus TCP协议转换为MQTT协议，并将数据发送到阿里云物联网平台。首先介绍了双线以太网协议转换网关系统使用的硬件和设计的软件构架，再通过搭建实验环境并部署EdgeX Foundry平台验证其可行性。测试结果表明，所设计双线以太网网关的硬件能够进行数据传输，双线以太网网口在不同的带宽和长度的条件下能达到理论的传输速率，双线以太网网关的软件能正常接收Modbus TCP数据并实现MQTT通信。关键词：双线以太网；网关；协议转换

發(fā)表于：2024/1/26

基于UltraScale架构FPGA的DDR3用户接口优化系统[通信与网络][通信网络]

为满足高速传输系统领域对于实时、高速数据采集与缓存的需求，结合Xilinx 提供的基于UltraScale架构的XCKU060，在了解FPGA与DDR3相应节点的定义与特性的基础上，对其引脚进行合理分配连接，使其能够成功在IP核上运行使用。为了方便用户在软件方面的使用，在此基础上对其控制器接口引入读写FIFO和读写逻辑控制模块，优化了接口封装，并在VIVADO软件对读写过程进行测试。该方法可满足高速、大容量、实时数据的读写要求，充分发挥了DDR3存储的灵活性。关键词：XCKU060；DDR3 SDRAM；读写方案优化；IP核应用；FPGA引脚分配；数据采集存储

發(fā)表于：2024/1/26

基于FPGA的晶圆级芯片封装图像序列配准方法的设计与实现*[可编程逻辑][工业自动化]

针对未切割晶圆进行封装后的晶圆级芯片封装（WLCSP），12英寸晶圆以1 μm物理分辨率进行自动光学检测（AOI）面临大幅面、高质量成像和成像速度的技术挑战。晶圆全局图像需由多幅扫描生成的局部图像序列拼接而成，为实现图像序列的高质量、高速配准，在FPGA中采用OpenCL实现相位相关法进行四邻域棋盘配准。首先在构建二维FFT和互功率谱函数内核的基础上，采用双端口缓存和行缓存的设备全局内存对计算过程的频谱数据进行复用并应用内核通道级联提高配准速度，基于最小生成树优化配准结果降低全局图像坐标计算的累积误差，并经实际扫描图像验证配准算法及加速性能。关键词：晶圆级芯片封装；图像配准；FPGA；OpenCL

發(fā)表于：2024/1/26

PCIe总线DMA高速传输系统的设计与实现[通信与网络][通信网络]

针对数据传输系统中外设带宽受限、有效带宽低的问题，设计了一种PCIe总线的DMA高速传输系统。以FPGA为控制核心，采用PIO操作与DMA操作分时组合的控制模式实现全双工DMA读写通道的传输层协议。PIO操作配合中断实现指令与状态实时收发，DMA模块设计了一种两段式切片的裁剪机制实现PCIe协议的传输长度控制，发送模块设计请求仲裁逻辑实现请求事务的优先级仲裁，接收模块采用本地缓存TAG标号的方法实现请求回应的实时管理并解决回应乱序问题。最后通过时钟计数的方法测试传输速度，分析了影响读写传输速度的制约因素。经验证，DMA写操作有效带宽已经达到75%，非常接近80%的理论极限，DMA读操作也达到了60%。本设计解决了高速数据传输系统中的带受限宽问题，具有一定的工程应用价值。

發(fā)表于：2024/1/26

可穿戴柔性连续动态血糖监测技术发展与挑战[MEMS|传感技术][医疗电子]

糖尿病患者群体迫切追求能够精准控糖的高质量生活，迫切需要精准、舒适的血糖监测技术。然而传统指血法只能实现单次有创采血监测，无法满足需求。可穿戴柔性动态葡萄糖传感器作为下一代血糖监测技术的重要发展方向，在糖尿病管理方面拥有巨大的应用前景，是目前研究的热点。综述了近年来可穿戴柔性连续动态血糖监测技术的研究现状，探讨了可穿戴柔性血糖传感系统技术仍然面临的挑战与可能的突破方向，最后展望了可穿戴柔性血糖传感器商业化的趋势和未来的发展潜力。

發(fā)表于：2024/1/26

5G低时延高可靠场景传输可靠性性能评估[通信与网络][5G]

超高可靠低时延通信（URLLC）是5G三大应用场景之一，具有高可靠性和低时延的特性，针对该场景进行建模和仿真评估对于通信系统的设计、规划以及业务应用具有重要意义。重点评估URLLC场景的可靠性，通过评估重传次数、收发天线配置和码本选择三类参数对传输可靠性的影响和参数寻优，证明了通过合理的上述参数配置，可以满足URLLC场景的可靠性需求。仿真验证结果和结论可以为URLLC的实际应用和部署提供参考和参数配置经验。关键词：超高可靠低时延通信；误码率；可靠性评估

發(fā)表于：2024/1/26

5G工业应用质量关键指标体系研究[通信与网络][工业自动化]

5G在我国商用以来在工业互联网取得重大进展，然而在工业领域仍未形成规模化应用。面向5G在工业应用中的性能、功能、服务等质量保障需求，通过分析5G在不同的典型工业场景中的应用需求，构建物理参数、网络能力和业务需求三个维度的5G工业应用的质量指标体系，促进工业用户、运营商和集成商等对工业应用质量指标达成共识，指导5G在工业领域的建设与应用，对于推动5G工业应用深入发展具有重要意义。关键词：5G；工业互联网；工业应用场景；指标体系

發(fā)表于：2024/1/26

面向双碳目标的移动基站基础设施规划方法研究[通信与网络][通信网络]

现阶段，通信基站基础设施缺乏主动规划，存在多套设施叠加建设；电源、备电、空间不匹配，运营缺乏精细化管理，无效能耗高，系统运行效率低；运维尚未实现智能运维，效率低下且成本高，缺乏对设备的全生命周期管理和评价。面向碳达峰、碳中和愿景目标，研究基于三大能效指标，采用面向“低碳”目标网整体规划的全场景、全生命周期逻辑集成式规划方法，围绕基站和机房构筑全场景全生命周期低碳，向绿色低碳基础设施目标持续演进的规划方法，从而为实现综合能耗持续降低，促进经济社会的全面绿色低碳转型发展提供有力支撑。关键词：碳中和；碳达峰；基站；规划

發(fā)表于：2024/1/26

面向5G 2B业务的5G LAN 解决方案分析[通信与网络][5G]

与4G网络相比，5G网络在带宽、时延、安全性、可靠性等网络性能方面具有显著优势。随着5G行业应用的普及，5G网络能力增强对于网络服务能力拓展和业务差异化保障愈发重要，尤其是3GPP启动的5G LAN研究，助力推动了5G网络和行业应用的结合。深入分析了面向5G 2B业务的5G LAN技术解决方案，包括在5G 2B业务中的应用场景、关键技术和应用方案对比。最后，基于差异化的行业应用需求给出实施建议。

發(fā)表于：2024/1/26

支持通信感知一体化的6G核心网关键技术研究[通信与网络][通信网络]

通感一体化（Integrated Sensing and Communication，ISAC）是6G研究的重点方向之一，目前业界主要关注点聚焦在基站及终端感知能力的实现，对于6G核心网架构如何增强以支持通感功能、感知能力在6G核心网的网络功能分布、感知结果如何对第三方开放等端到端流程尚处在前期研究阶段。提出了一种通感一体化功能在6G网络架构中的关键技术实现方案，包括：通感功能在6G核心网中的分布；增强5G 服务化架构（Service Based Architecture，SBA ）架构，新增双总线方案，利用数据通道接口（Data Channel Interface，DCI）总线传输感知原始数据；利用服务化接口（Service Based Interface，SBI）传输感知测量量或感知结果；端到端感知和开放流程的实现方法。关键词：感知；通感一体；6G；网络架构；网络功能；感知开放

發(fā)表于：2024/1/26

基于FPGA的ZUC-256算法实现架构分析[通信与网络][通信网络]

分析了ZUC-256算法架构，针对算法中多输入模231-1加法，提出了多种适用于FPGA的实现架构。通过分析关键路径，提出全硬件和软硬协同等多种优化方案，可适用于不同的应用场景。以Zynq-7000系列FPGA为例，详细对比了各个方案的性能差异。经验证，提出的方案可同时适用于ZUC-128和ZUC-256算法，可以广泛应用于4G LTE和5G-NR移动通信中。

發(fā)表于：2024/1/26

基于3GPP协议的毫米波波束跟踪方案设计[通信与网络][通信网络]

波束跟踪是5G毫米波通信系统保持无线链路稳定性的重要技术之一。基于3GPP协议规定的下行波束管理过程P1、P2、P3和上行波束管理过程U1、U2、U3，详细分析和对比了不同波束跟踪方案的资源占用率与波束失败概率。分析与仿真结果表明，从平均资源占用率的角度来看，由于一般通信系统中下行资源往往比较丰富，因此P2+P3方案相对最优；从波束失败概率的角度来看，由于U2+P3方案无需功率反馈，因此波束失败的概率最低。在实际通信系统中，可根据具体的指标要求，选用合理的波束跟踪方案。

發(fā)表于：2024/1/26

面向微服务架构的煤矿生产监控数据采集系统设计[模拟设计][工业自动化]

针对目前的煤矿监控数据采集系统存在数据编码标准不统一、单系统运行可靠性差、数据可视工具不支持WEB方式和主机不能智能切换的问题，基于工业互联网平台技术体系，利用前后端分离和Restful API接口访问等技术，融合互联网开源报表等组件，研究设计一个面向微服务架构的煤矿生产监控数据采集系统，介绍了目前煤矿监控数据采集系统存在的问题，完成了面向微服务架构的煤矿监控数据采集系统架构设计，具体阐述了数据统一标准化、单通道采集微服务化处理、数据服务状态监控和数据可视化组件等关键技术。煤矿生产监控数据采集系统在山西天地王坡煤矿进行了工程验证，应用结果表明，按照统一标准的规范设计数据模型，通过把数据采集、数据服务、可视化等应用微服务部署运行，实现了煤矿生产监控数据采集及监视，为煤矿其他应用提供重要的数据支撑和基础保障，同时，微服务运行的方式提高了煤矿系统维护人员的运维效率。

發(fā)表于：2024/1/26

面向图像语义分割的多类型卷积加速器设计[可编程逻辑][工业自动化]

图像语义分割网络为了提升精度常采用结构复杂的卷积层作为基础的特征提取单元，这类卷积层存在的不同类型卷积增加了对网络并行加速计算的难度。针对语义分割网络不同类型的卷积的加速计算需求，提出一种基于FPGA的面向多类型卷积的并行计算加速器。首先对卷积的计算原理进行分析，然后根据不同卷积类型的基本运算原理构建多乘法并行计算的处理单元，并通过多处理单元并行、数据重用以及PIPELINE方法对卷积进行加速计算。实验结果表明，对于特定尺寸的特征图，使用所提的卷积加速器设计方法最多可以达到113倍的速度提升。关键词：图像语义分割；多类型卷积；FPGA；计算加速

發(fā)表于：2024/1/26

ADsim：面向自动驾驶的高性能并行仿真平台[人工智能][工业自动化]

自动驾驶仿真平台是解决自动驾驶中实车测试时间长、成本高和极端场景复现难的问题的有效手段。随着大规模云计算和高性能异构计算的引入，仿真平台面临着高效虚拟化、均衡调度、便捷端-云交互的挑战。为此，设计了支持轻量级虚拟化的并行系统架构，并设计和集成了细粒度资源均衡调度和低延时远程交互方法，构建了ADsim高性能并行仿真平台，经过测试验证，平台具备高性能和便捷交互特点。关键词：自动驾驶；仿真；高性能；并行

發(fā)表于：2024/1/26