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期刊信息/Journal information
微电子学与计算机
微电子学与计算机

李新龙

月刊

1000-7180

MC771@163.com

029-82262687

710054

西安市81号信箱

微电子学与计算机/Journal Microelectronics & ComputerCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊创办于1972年，是我国微电子技术与计算机技术相结合的唯一专业性国家中文核心期刊，同时也是中国计算机学会会刊。本刊的宗旨是，严谨认真，求实创新；以人为本，研以致用；弘扬科学，追求真理。本刊国内公开发行，面向科研院所，厂矿技术人员、院校师生和管理人员，及时提供国内微电子与计算机行业最新科研成果、学术与工程技术动态，是较为实用的参考资料和科学决策的准确依据。
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    基于分形和分理论的分形池化算法

    肖莎莎高哲贾凯焦芷媛...
    1-7页
    查看更多>>摘要：传统池化操作既不能客观地评价池化区域中数据之间的差异性,也不能有效地保留池化区域中鉴别性特征.为解决这类问题,提出了一种基于分形和分理论,且能够根据每个特征图各通道中数据间的差异性,自行地选择最优池化策略的分形池化算法.首先,引入分形和分的定义,构造分形池化算子和训练误差的反向传播算法.该算子不仅包括最大池化、平均池化,还能够降低训练误差.然后,在算法实现的过程中,根据每个特征图各通道中数据间的差异性自适应地整定阶次,以确定池化区域中每个数据的训练权重.最后,在不同数据集和不同架构上进行了大量分类性能实验,验证了所提出的方法比传统池化方法和混合池化都取得了更好的分类效果.

    分形和分最大池化平均池化分形池化分类

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    基于改进YOLOv7的交通标志检测算法

    曲宸阳程艳云
    8-17页
    查看更多>>摘要：随着智能驾驶系统飞速发展,交通标志检测技术受到广泛关注.针对交通标志在图像中像素面积小、分辨率低、背景复杂等问题,提出了 一种基于改进YOLOv7的交通标志检测算法.首先,构建增强特征提取模块.采用残差瓶颈结构和全维度动态卷积层优化特征提取网络中可拓展高效层聚合网络结构,不仅提高了特征提取网络聚焦小目标交通标志关键特征的能力,而且还避免了特征丢失.其次,在特征融合网络中嵌入轻量型混合注意力模块,过滤小目标交通标志周围复杂背景噪声,使网络的颈部更好地融合浅层细节信息和深层语义信息,增强多尺度特征融合效果.最后,解耦网络检测头使用两条享有不同参数的独立分支分别完成小目标交通标志分类和回归任务,提高分类回归准确度.在TT100K交通标志检测数据集上进行了实验评估,结果表明:相较于基线YOLOv7算法,改进算法的小目标精度提高了 1.9％、小目标召回率提高了 3.1％、mAP值提高了 2.6％;同时,改进算法检测速度为57.1帧/s,满足实时检测的要求.

    交通标志检测YOLOv7全维度动态卷积特征融合注意力模块解耦头

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    降质先验引导的二维条码超分辨率研究

    刘啟瑞王晨郭锋林晨浩...
    18-28页
    查看更多>>摘要：二维条码作为一种能够存储大量信息的图形标识,在工业生产的自动化控制、物流管理、质量追溯以及运输的信息交换等环节起着非常重要的作用.二维条码的高精度识别是实现快速、准确信息交换的基础.但是受拍摄环境和拍摄设备精度的制约,经常由于分辨率低而无法正确识别.针对此问题,提出了一种面向实际降质二维条码的超分辨率重建算法.考虑到实际降质的复杂性,提出了基于降质先验的超分辨率算法.首先,设计了一个降质先验信息编码器,用于提取和编码因拍摄环境和设备限制导致的图像质量降低的相关信息.然后,提出了一个降质先验引导模块,使用编码器提取的信息来引导主体结构的特征重建,包括降质特征图引导与降质先验引导两部分.由于目前缺少相关数据集,所以率先构建了真实退化条件下的二维条码超分辨率数据集(包含4944对低分辨率-高分辨率二维条码图像).考虑到真实数据对之间有轻微位移,引入位移不敏感的损失函数对网络进行优化.实验表明,所提方法重建结果的峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio,PSNR)、结构相似性(Structural Similarity,SSIM)以及扫出率这3种指标均优于5种经典的超分辨率重建算法,充分说明了所提方法的优越性.

    二维条码超分辨率降质先验信息降质先验引导模块二维条码数据集

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    基于轻量级改进网络的无人机航拍图像语义分割研究

    李伟杨敏
    29-36页
    查看更多>>摘要：目前图像语义分割深度学习算法多为通用任务型,这使其应用于无人机航拍图像语义分割时存在目标尺度多变以及物体边界分割不清晰等问题.同时,与无人机相关的应用需要使用尽可能轻量化的网络.有鉴于此,提出了一种轻量化语义分割网络Lite-SFNet.采用轻量化的STDC2网络作为骨干网络,设计了一种轻量化的空间金字塔池化模块.通过减少金字塔分支数和引入高效的有效通道注意力(Efficient ChannelAttention,ECA)模块,降低了模型参数量和提高了模型特征提取能力,进而提高了网络对多尺度目标的识别能力.对语义流校准模块(Flow AlignmentModule,FAM)进行了改进,构建轻量化的解码器提高了网络对物体边界分割能力.在Aeroscapes等航拍图像数据集进行了仿真实验.实验结果表明:与现有轻量级模型相比,所提方法以较少的浮点计算量和参数量实现了较高的精度.

    语义分割轻量级神经网络航拍图像语义分割特征金字塔特征融合

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    动态密码组件对合MDS矩阵的设计与实现

    李艳俊王琦项勇谢惠琴...
    37-45页
    查看更多>>摘要：随着密码的应用领域不断扩大,应用程度不断加深,应用认可度不断提升,密码算法的需求量越来越大,对不同领域使用的类似算法进行有效分割成为必须.对有限域GF(2m)上4阶矩阵进行了研究,重点对m=8的对合最大距离可分(Maximum Distance Separable,MDS)矩阵进行了详细分析和设计.首先,给出了有限域GF(28)上对合矩阵G'满足的形式和限制条件.然后,通过MDS矩阵判定条件给出了 4阶对合MDS矩阵的性质以及参数取值范围.最后,计算得出对合MDS矩阵个数不小于258.9.该研究成果为基于软件实现的分组密码设计提供了大量安全高效的动态扩散组件,使其能够保证基于SP结构设计的分组密码在加解密相同的情形下不增加计算量,可作为不同领域密码算法分割的参数使用.

    密码学分组密码对合MDS分支数分割参数

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    基于群组置换密码的无线保密通信网络安全分簇路由算法

    郝亚平王伟
    46-55页
    查看更多>>摘要：鉴于目前无线通信网络分簇路由算法对网络的保密性较低,提出了基于群组置换密码的无线保密通信网络安全分簇路由算法.首先,采用改进置换密钥矩阵加密算法(RKM)对无线通信网络的信息使用多米诺查表加字节变换,并在其中穿插特征变换因子进行多次变换完成无线通信网络加密;使用反向的多米诺查表和自己变换配合特征变换因子进行解密.然后,以加密后无线保密通信网络为基础,计算网络最佳簇头.采用引力算法通过以簇头为质点计算其对不同节点的引力完成分簇,并以低能耗作为遗传算法的适应度函数进行网络簇头选举,结合代价函数优化簇间跳转策略,挑选能量足、位置好的节点,作为优质的通信路由,实现网络安全、低能耗传输.实验结果表明:该算法的混乱性高、扩散性强可以保证无线通信数据不被他人破解;该算法可以选择出节点存活数量最高的簇头,且网络节点的剩余能量最高.

    群组置换保密算法保密通信分簇路由算法遗传算法引力算法

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    一种高精度宽范围共模输入的电流检测电路

    张子同江月艳李珂徐叶...
    56-63页
    查看更多>>摘要：基于0.18 μm HV SOI CMOS工艺,设计实现了一种应用于电流保护系统中的高精度宽范围共模输入的电流检测电路.该电路通过检测采样电阻上的压降来获取电流值变化量;同时基于包含了 LDMOS管的保护电路单元实现了宽的共模电压变化范围.此外,通过电路内置的逻辑控制单元实现输入正负压状态下高低侧运放的切换使用,降低了功耗;利用差分放大器以及跨阻放大器对获取的信号值进行处理,提高了检测精度.测试结果表明,在25 ℃温度下电路总输出误差＜0.67％,在-55℃～125 ℃温度范围内电路可承受-18V～80 V宽范围共模输入且带宽大于200 kHz,当输入电压在-18V～80 V范围内变化时,输出电压的变化小于40mV.

    电流检测宽范围高精度逻辑控制

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    一种基于时间偏差的动态比较器失调电压校正方法

    苏易博王芳
    64-73页
    查看更多>>摘要：低失调电压是高速高分辨率动态比较器设计中最为关键的指标之一.现有的失调电压的分析模型和校正方法都是基于传统的电压、电流和负载的维度,忽视了动态比较器时间域维度失配引入的失调电压.针对该问题,提出了 一种非平衡电流充放电理论模型.对比传统分析模型,提出的新模型不受电路直流工作点限制,且可以覆盖电压、电流、负载和时间全维度失调电压产生机理的分析.基于该模型分别对3种典型失配机理产生的失调电压进行量化分析.同时,根据时间域失配机理分析提出了一种新的基于时间偏差的高能效失调电压校正方法,相较于传统电压补偿或负载补偿的方法,新的校正方法不是通过改变比较器充放电曲线的斜率补偿失调电压的影响;而是通过改变比较器充放电曲线的开启时刻补偿失调电压的影响.根据65 nm CMOS工艺设计实例的蒙特卡洛仿真结果,新的失调电压校正方法的校正精度可以从传统的小于几毫伏精度提升到小于0.5 mV精度,同时无需额外复杂辅助电路,更适用于高速高能效动态比较器的设计实现.

    动态比较器动态失调电压静态失调电压时间偏差模数转换器

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    一种低成本高精度欠压保护电路

    张睿宸隋继超贺章擎万美琳...
    74-80页
    查看更多>>摘要：提出了一种低成本、高精度欠压保护电路.采用负反馈电路将电源采样电压、带隙基准负温度系数电压和带隙基准正温度系数电压分散于两条不同的支路中;通过对电阻比例进行合理的设计,两条支路的输出电压差能够同时包含电源的采样电压和精准的带隙基准电压.在采用比较器对该两条支路输出电压差进行比较后,等效实现了对电源采样电压和基准电压的比较.所提电路结构简单,避免使用了启动电路、偏置电路等辅助电路,精准地实现电源电压与基准电压的比较,同时实现了高精度和低成本.基于HHGRACE 0.11 μm工艺对上述欠压保护电路进行了设计和版图实现.后仿真结果显示,当电源电压正常为3.60 V,欠压保护点下降阈值设计为2.44 V,上升阈值设计为2.50 V时,在不同工艺角情况下,温度范围为-40℃～125 ℃时,欠压点最大偏差为120mV(6σ),功耗为21μW,整个电路的面积为18 000µm2.

    欠压保护带隙基准CMOS工艺低成本高精度

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    一种恒定增益自适应连续时间线性均衡电路

    林少衡
    81-88页
    查看更多>>摘要：提出了一种基于22 nm CMOS工艺制作的高速(25 Gbps)恒定增益的自适应连续时间线性均衡电路.分析了传统连续时间线性均衡电路的优缺点,简要介绍了几种经典的自适应均衡电路架构及其局限性,阐明了实现新架构自适应均衡的必要性.采用具有相同低频增益,不同峰化增益的两路信号传输路径相结合,通过调节两路信号结合权重来实现均衡增益调节,同时保持了低频增益恒定,以维持信号通道的噪声容忍度.对均衡器输出信号进行全频段和低频段的信号幅度整流检测,并经过与预设阈值进行比较,比较结果反馈控制均衡增益以实现自适应效果.基于22 nm CMOS工艺进行了电路设计,1.8 V电源供电,静态电流5 mA.仿真结果显示,可对经过0～10dB@12.5 GHz的不同输入插损的25 Gbps输入信号进行合适的自适应均衡补偿,改善输出信号完整性,提高眼图开口度,降低抖动.电路结构简单,功耗/面积开销小,适用于小输入信号、噪声/功耗/面积敏感的应用场景,如高速光纤通信前端收发机.

    恒定增益25Gbps自适应连续时间线性均衡

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