- 陈佳敏;李翔宇;殷树娟;
芯粒间（D2D）互连技术是决定芯粒系统性能的关键。芯粒互连要尽可能满足低延迟、高带宽、低功耗以及高可靠性的要求。然而，现有标准对主流片上总线的支持不够，需要兼容AXI等总线的D2D适配方案。为了响应上述需求，设计一种支持AXI总线的D2D适配器。在一种分层的芯粒互连接口传输协议架构基础上，完成协议层和数据链路层的硬件设计。在协议层硬件实现中，为了尽量隐藏打包延时，提出一种活跃业务通道数据合并（拼接）策略；在数据链路层，针对芯粒间互连低延迟、面积小的需求和误码率低的特点，采用基于n-回退的自动重发请求（ARQ）重传机制。运用硬件描述语言System Verilog完成了适配器的寄存器传输级设计，并基于TSMC 28 nm工艺库进行综合。实验结果表明，系统的延迟为11.02 ns，功耗为15.58 mW，相比于UCIe接口控制器，延迟降低了16%，功耗降低了22.5%，能够满足更低延迟和功耗的片上总线适配要求。
2025年24期 v.48;No.695 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1778K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 闻龙;刘松;
低压交流配电系统中的负载种类繁多，且环境干扰因素较强，这使得串联电弧故障的检测变得困难，从而严重影响用电安全。针对交流串联电弧故障检测能力不足的问题，提出利用改进捕鱼优化算法（ICFOA）优化变分模态分解（VMD）参数，提取变分模态分量（IMFs）的特征信息，通过深度学习模型实现串联电弧故障检测的方法。首先，搭建低压交流串联电弧故障实验平台，并采集正常与电弧故障情况下的电流数据；其次，利用ICFOA算法对VMD进行优化，获取最佳参数，并通过ICFOA-VMD分解电流信号，得到k个IMFs分量；最后，对IMFs分量提取多维特征作为输入量，通过CNN-LSTM混合神经网络模型实现对电弧故障的精准检测。实验结果表明：所提方法适用于阻性、感性和容性负载，具有良好的普适性；针对不同负载的检测平均准确率达到约99.72%，能够实现高准确率的电弧故障检测。
2025年24期 v.48;No.695 10-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1836K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 何强;王武;
针对现有的电阻抗成像（EIT）系统结构复杂、成本高等问题，以STM32为核心，设计一种低成本、结构简单的EIT数据采集系统，并基于Matlab开发了配套的上位机控制系统，使用一步高斯牛顿法进行图像重建，将其应用于肺部呼吸监测；同时提出了最大值等效幅值法，即将一组ADC转换值的最大值等效为所需信号的幅值，显著提升了数据解调的速度，提高了成像的实时性。所设计系统具备波形图实时显示、数据存储和图像重建等功能，且支持5～100 kHz的信号输出及数据采集。数据解调实验结果表明：与快速傅里叶变换（FFT）相比，最大值等效幅值法解调1帧数据耗费的时间减少约1.5 s，且数据的相对误差小于0.331%。成像实验结果表明，重建的图像能够有效反映呼吸过程中肺内空气量的变化，验证了所设计系统的准确性和应用于肺部呼吸监测的可行性。
2025年24期 v.48;No.695 19-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1548K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 万军;王秋勇;高书苑;
为了提高模拟电路故障诊断的准确率，提出一种基于多特征融合和改进的河马优化（IHO）算法优化核极限学习机（KELM）的故障诊断方法。首先，结合统计特征与加权马氏距离特征构造多特征融合的特征集；其次，在河马优化算法的基础上引入Sobol序列来初始化种群，并且加入动态莱维步长、正余弦算法振荡性与柯西分布随机性策略实现对HO的改进；最后，利用IHO对KELM的正则化参数（C）与核函数参数（g）寻优，以此建立IHO-KELM故障诊断模型，并且用BUCK电路进行仿真实验，验证方法的可行性与高效性。仿真实验结果表明，对比其他方法，所提方法显著提高了模拟电路故障的诊断准确率和效率。
2025年24期 v.48;No.695 25-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1585K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 孙胜;齐立群;
大型基础设施如信号塔、桥梁中的高承压金属结构部件随着时间的推移，会受到环境侵蚀、高应力等影响，出现疲劳开裂现象，而定期检测高承压部件的健康度可以有效减少或防止重大事故发生。阵列涡流检测（ECA）是涡流检测的新兴分支，其传感器线圈按照一定方式阵列排布，在无需运动扫查结构的情况下可以实现大面积快速扫查，提高检测效率。故基于涡流检测原理，设计一种FPC矩阵电涡流传感器与裂纹识别系统，并基于Matlab给出了上位机图形可视化处理程序。其次，对识别系统进行实验验证，为模拟真实缺陷，在非平面结构金属被测试件表面设置人为缺陷，使用FPC矩阵电涡流传感器及裂纹识别系统对模拟缺陷进行检测识别。结果表明，所设计系统能够有效识别到长10 mm、宽1 mm、深0.5 mm的缺陷。
2025年24期 v.48;No.695 31-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1502K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 卿晓梅;丁友;马子超;
在磁控溅射工艺中，磁场设计是决定溅射效率、薄膜质量及工艺经济性的核心因素。文中基于磁场-等离子体-薄膜性能的耦合机制，提出一种动态可调磁场与多区域协同优化策略，以解决传统静态磁场在复杂工艺中的调控瓶颈。针对靶材参数优化问题，采用粒子群优化（PSO）算法对磁轭结构、磁场强度等关键参数进行全局寻优。在全流程的多目标优化过程中，通过非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）来同步优化薄膜均匀性、靶材利用率、沉积速率及能耗效率，构建Pareto最优解集。实验测试结果表明，所提方法在代际距离（GD=4.58×10~(-5)）、间距指标（SP=7.55×10~(-3)）和超体积（HV=0.551）等综合评价指标上均优于对比算法，验证了该方法具有良好的收敛性、多目标协同优化能力及综合性能。
2025年24期 v.48;No.695 36-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1458K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 黄珺;沈飞;毛世威;
针对传统LLC谐振变换器采用降频启动时因启动频率较高导致的开关器件损耗增加、寄生参数和电磁干扰显著等问题，分析二极管钳位型（DNPC）LLC谐振变换器状态控制的建立过程，并在现有调频控制基础上加入移相控制，提出一种移相调频轨迹控制软启动方法。文中分析了移相调频软启动的轨迹波形，且给出了移相调频控制中各阶段的频率求解方法。在Matlab/Simulink中搭建了DNPC LLC谐振变换器模型，通过仿真分析启动时频率和谐振电压、电流的变化过程。最后，基于DNPC LLC谐振变换器硬件平台，验证所提移相调频轨迹控制软启动方法的有效性。结果表明，所提方法在启动初期谐振电感电流都稳定在最大电流限制带附近，且相比于传统轨迹控制，在启动初期具有更高的谐振电容电压，启动过程也更快。
2025年24期 v.48;No.695 41-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1562K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 徐洋;张月义;周涵婷;胡静;
为解决传统NMF主题模型难以处理短文本数据稀疏性，以及随机初始化导致聚类结果不稳定的问题，提出一种基于语义相似和变分自编码器的非负矩阵分解主题模型（VSNMF）。该模型在传统的NMF基础上引入单词共现和文本相似度的正则化约束，保证因子矩阵的近似正交性，从而缓解数据稀疏性的缺点，使模型适应不同长度的文本数据集。同时，利用变分自编码器（VAE）初始化因子矩阵，将编码器最后一层输出的直接作为因子矩阵，以增强模型的收敛性和稳定性。在4个不同长度的文本数据集上，将所提出的VSNMF模型与其他模型进行对比，得出该模型优于对比模型，在BBCNews、BBCsport、AGNews、Snippets数据集上的聚类准确率（ACC）分别为94.3%、96.1%、81.5%、93.8%；基于VAE的初始化方法具有良好的收敛性和稳定性，模型分别经过30、40、40、40次的迭代就已经收敛，聚类准确率的标准差分别为0.3、0.0、1.0、0.0。实验结果表明，VSNMF模型对不同长度的文本数据集具有良好适应性和泛化能力，VAE的初始化方法加快了模型的收敛性，提高了聚类的稳定性。
2025年24期 v.48;No.695 113-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1616K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘国轩;寇立伟;蓝木盛;左广宇;窦银科;
在极地考察的战略地位日益提升的背景下，针对极区冰基浮标采集的数据包未经处理，直接通过公共信道回传国内所带来的安全性和可靠性问题，结合极区数据传输的特点，提出一种基于混沌加密算法的数据安全传输方法。通过合并多包原始数据，将其视为初始灰度图像。利用三维Lorenz混沌映射算子辅以高斯噪声对数据进行加密处理，以提升安全性；利用Huffman编码进行数据压缩，为后续校验码腾出数据空间；针对混沌加密鲁棒性弱的特点，基于Reed-Solomon编码，为加密数据增添校验码进行差错控制，以提升传输过程中的可靠性。最终实现了在不改变甚至缩小总体数据量的前提下，提升数据传输的安全性及可靠性。该方法已应用于第14次北极考察的部分浮标中，通过分析极区浮标回传的数据包，验证了该方法的可行性。
2025年24期 v.48;No.695 121-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 1756K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 庄高帅;张丰收;屈源昊;何奥辉;段庆阳;
为了解决复杂环境下条形码检测精度不足、模型体积大且不利于硬件移植等问题，提出一种基于改进RTDETR模型的轻量化检测算法，即CS-RT-DETR。该算法采用轻量化ConvNeXtV2主干进行特征提取，降低模型参数量冗余；设计一种多尺度MSG-Conv卷积替换编码器中的常规卷积，提升模型多尺度特征信息的识别能力；提出一种并行膨胀卷积网络结构CSP-FAFB，使模型获得更大感受野；提出一种基于Gate机制下的注意力采样方法，提高模型对重要特征的敏感性；采用Inner-DIoU损失函数提升模型收敛速度。结果表明，相较于基线算法，所提算法召回率提升0.51%，精确率提升0.48%，参数量、浮点运算量、内存占用量分别下降45.2%、55.9%、47.3%。CS-RT-DETR模型在不损失检测精度的同时满足了轻量化要求。
2025年24期 v.48;No.695 128-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1769K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 郑小丽;
为了对热点事件舆情传播过程中的情感变化、演进预测以及传播态势进行深度分析，提出一种融合多模态特征提取与图注意力的热点事件传播态势感知算法。该算法通过引入多模态特征提取技术，对文本和图像等多种数据类型进行处理，并对各类数据中的信息特征进行全面捕捉，丰富了舆情分析的数据来源，提升了分析结果的可靠性和有效性。同时，还构建了图注意力机制对特征识别与提取过程进行优化，实现对图结构数据中噪声和冗余信息的高效处理，减少无关信息的干扰，增强舆情传播态势预测的准确性。基于公开社交平台传播数据集进行的实验测试结果表明，所提算法的态势预测准确率和态势预测效率均高出其他对比算法约5%，态势分析效率可达99.5%，具有良好的态势预测能力和分析能力。
2025年24期 v.48;No.695 137-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1652K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李虎成;刘杰;
为了提高河流水体重金属浓度的预测精度，提出一种基于ARIMA-LSTM组合模型的水体重金属浓度预测方法。以汉江汉中段水体为研究对象，选取该流域段蒙家渡、南柳渡、烈金坝三个监测断面2013年1月—2022年12月期间水体重金属实际监测数据，分别运用ARIMA模型、LSTM模型和ARIMA-LSTM组合模型对三种重金属元素Cu、As、Cr的浓度进行时间序列预测。结果表明：相较于ARIMA模型，ARIMA-LSTM组合模型的平均相对误差（MAE）、均方根误差（RMSE）、平均绝对百分比误差（MAPE）分别平均降低了30.40%、32.98%、45.40%；相较于LSTM模型，上述三项误差指标分别平均降低了78.88%、77.74%、75.58%。由此说明ARIMA-LSTM组合模型在水体重金属浓度预测方面优于单一的ARIMA模型、LSTM模型，其预测结果与监测断面的实际浓度更为接近，验证了该组合模型的有效性。
2025年24期 v.48;No.695 143-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1735K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王辉;董宇成;李欣;夏玉琦;周子澜;
针对目前光伏功率预测存在的预测精度不足问题，提出一种基于交集相似日选取和多策略灰狼优化（MSGWO）算法优化长短期记忆（LSTM）神经网络的短期光伏发电功率组合预测模型。采用最大信息系数（MIC）方法去除与光伏发电不相关的气象特征；利用K-means++算法进行相似天气日的聚类，并通过模糊C均值（FCM）聚类对初聚类样本进行边缘样本修正。为了提高灰狼优化算法的性能，引入Tent混沌映射、差分进化策略和动态权重策略，优化LSTM模型以实现预测精度最优。最后，以两个实际光伏电站数据源进行测试，仿真结果表明，所提组合模型在不同天气条件下的预测精度优于其他对比模型。
2025年24期 v.48;No.695 151-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 1832K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]