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多阵列忆阻器存算一体系统
随着人工智能、大数据、物联网、区块链等新一代信息技术兴起,数据量呈现爆炸式增长,传统计算系统的算力难以满足海量数据的计算需求。与此同时,摩尔定律逐渐放缓,单纯依靠提高集成度、缩小晶体管尺寸来提升芯片及系统性能的路径正面临技术极限,通过引入忆阻器新器件、模拟计算新范式、存算一体新架构,将拓展出全新的高性能人工智能芯片与系统,实现计算能力的飞跃。 目前被广泛使用的经典冯·诺依曼计算架构下数据存储与处理是分离的,存储器与处理器之间通过数据总线进行数据传输,在面向大数据分析等应用场景中,这种计算架构已成为高性能低功耗计算系统的主要瓶颈之一:数据总线的有限带宽严重制约了处理器的性能与效率,且存储器与处理器之间存在严重性能不匹配问题。忆阻器存算一体系统把传统以计算为中心的架构转变为以数据为中心的架构,其直接利用阻变器件进行数据存储与处理,通过将器件组织成为交叉阵列形式,实现存算一体的矩阵向量乘计算。忆阻器存算一体系统可以避免数据在存储和计算中反复搬移带来的时间和能量开销,消除了传统计算系统中的“存储墙”与“功耗墙”问题,可以高效、并行的完成基础的矩阵向量乘计算,未来极有潜力成为支撑人工智能等新兴应用的核心技术。 清华大学吴华强教授团队实现了材料与器件、电路设计、架构和算法的软硬件协同等多方面原始创新,解决了系统精度损失等被广泛关注的难题: 材料与器件创新。科研团队选择了电学特性稳定的二氧化铪作为忆阻层核心材料,提出了通过插入少量氧化铝层来固定离子分布、抑制晶粒间界形成的新理论,提出了引入热增强层的新原理器件结构,成功抑制了忆阻器非理想特性的产生。 电路设计创新。开发了一套忆阻器与晶体管的混合电路设计方法,提出“差分电阻”设计思想,采取源线电流镜限流设计,抑制了忆阻器电路中可能产生的各种计算误差。 算法创新。提出了混合训练算法,仅用小数据量训练神经网络并只更新最后一层网络的权重,即可将存算一体硬件系统的计算精度达到与软件理论值相同的水平。 “技术链”创新。从“单点技术突破”拓展到“技术链突破”,开发了针对忆阻器存算一体芯片的电子设计自动化(EDA)工具,打通了从电路模块设计到系统综合再到芯片验证的设计全流程。 上述理论和方法发表于《自然》《自然·纳米技术》《自然·通讯》等国际顶级期刊,以及被誉为“集成电路奥林匹克”的“国际固态电路大会”等顶级学术会议。研究成果被“国际半导体技术路线图”和30多部综述文章长篇幅引用。团队已在该研究方向申请国内外专利72项,其中30项已获得授权,知识产权完全自主可控。 团队已研制出全球首款忆阻器存算一体芯片和系统,集成了8个忆阻器阵列和完整的外围控制电路,以更小的功耗和更低的硬件成本大幅提升了计算设备的算力。全系统的计算能效比当前主流的人工智能计算平台——图形处理器(GPU)高两个数量级。团队还设计了一款基于130nm工艺研制的完整忆阻器存算一体芯片,在MNIST数据集上计算速度已超过市面上28nm工艺的四核CPU产品近20倍,能效有近千倍的优势。
清华大学 2021-02-01
一种实现多屏显示的方法及系统
本发明涉及多屏显示领域,提供了一种实现多屏显示的方法, 包括 S1 远端触控设备获取屏幕内容并向显示控制中心发送屏幕内容 和指定显示设备编号的指令;S2 显示控制中心接收屏幕内容,并根据 指令将所述屏幕内容输出到编号对应的显示设备上实现多屏显示。本 发明中每个显示设备的显示内容可以一致也可以不一致,具体为远端 触控设备将显示内容发送到显示设备控制中心,显示设备控制中心将 显示信息发送到显示设备进行显示,显示设备控制中
华中科技大学 2021-01-12
多阵列忆阻器存算一体系统
项目成果/简介:随着人工智能、大数据、物联网、区块链等新一代信息技术兴起,数据量呈现爆炸式增长,传统计算系统的算力难以满足海量数据的计算需求。与此同时,摩尔定律逐渐放缓,单纯依靠提高集成度、缩小晶体管尺寸来提升芯片及系统性能的路径正面临技术极限,通过引入忆阻器新器件、模拟计算新范式、存算一体新架构,将拓展出全新的高性能人工智能芯片与系统,实现计算能力的飞跃。
清华大学 2021-01-12
高速多并联机器人协同作业系统
项目成果/简介:随着现代生产生活方式的快速发展,在电子、食品、医药、日化和新能源等行业中,对体积小、重量轻的产品进行封装、包装及分拣等高速无污染作业的需求日渐旺盛。由于具有一定的通用性和适应性,工业机器人成为此类作业中保障质量、提高效率和降低成本的核心装备,尤其是高速并联机器人因速度和动态特性的优势而备受青睐。无需高精密减速器的结构特性,也决定了高速并联机器人在中国有极大的创新和发展空间,与此同时,多样
清华大学 2021-01-12
(轨道)桥梁系统多源振动控制及减振技术
针对多动力(列车、地震、侧风)作用下桥梁系统动力学理论与关键技术存在的诸多技术疑难,持续开展了桥梁结构体系模型试验、现场测试、理论分析与数值仿真, 提出多动力作用下轨道桥梁系统振动控制理论及减震技术,研发了桥梁系统抗震设防及多灾害评估方法, 研究成果已在桥梁结构体系设计与运营维护中推广应用。
扬州大学 2021-04-14
一种多并网逆变器系统的动态等值方法
本发明属于电力电子领域,涉及一种多并网逆变器系统的动态等值方法,包括分群和参数聚合两个 步骤:定义相异度判定各逆变器动态导纳之间的差别,将动态导纳差别较小的逆变器分为同一个群;对 同一个群内的逆变器进行参数聚合,包括结构参数聚合与控制参数聚合两部分。本发明将多台具有相似 动态特性的逆变器等值为一台,在保留逆变器动态特征的同时,有效地降低了含大量逆变器的电力系统 分析的复杂程度,节省了计算资源,具有重要的工程应用价值。 
武汉大学 2021-04-14
上消化道多生理参数动态记录分析系统
本系统是一种新型的医疗仪器,能够24小时同步监测、记录胃、食管内的PH值,按需记录ECG信号。主要用于上消化道功能性疾病的诊断,诸如胃�车拦芊盗鳎�ㄖ�盗鳎�敢悍置谑С#�脑葱院头切脑葱孕赝吹募�鹫锒希�钚苑盗鳎�箍梢约觳狻⑵蓝ㄉ舷��拦δ芗耙┬ё饔谩6�庑┒际悄壳俺9娴奈妇怠⑽赋Ρ低福B超检查所无法诊断的常见消化道功能性疾病。整机及其关键技术、传感器立足
西安交通大学 2021-01-12
ZL-XEYE小动物多通道恐惧实验系统
简单介绍: 小动物多通道恐惧实验系统用于小型啮齿类动物(大、小鼠)环境相关条件性恐惧的研究。啮齿类动物在恐惧时会表现出特有的僵直状态(Freezing),动物在这种情况下倾向于保持静止不动的防御姿势。抗抑郁药和抗兴奋药可以明显缩短不动状态持续的时间。实验过程中,实验对象被给与一个条件刺激信号(声音或光),随后给予足底电刺激,该训练称为条件性训练。训练结束后实验动物进行声音信号或环境联系性实验,一般情况下啮齿类动物对相应的环境和不同环境下同样的声音信号都会做出明显的条件性恐惧反应,如静止不动。这种测试可以在训练结束后立刻或几天后进行,小动物多通道恐惧实验系统可以提供在条件信号影响下短期和长期记忆的信息。 详情介绍: 一.软件特性 系统可以同时跟踪、记录和分析 16 只动物的行为状态系统可支持声、光信号作为线索信号,按照实验规范,自动完成实验所需的声光电等各种信号控制 系统采用先进的图像处理算法,将被测动物的形状变,化以及其它因素综合处理,得到的因子作为判决条件,同时还设有电栅栏消除功能,其稳定性和可靠性是通常采用重心跟踪算法和帧间差算法所无法匹敌的条件性恐惧的实验方案为可视化设计,采用图形化方式进行显示,简便直观,并可保存多个实验方案,使得在后续实验中选择和重复使用.系统具有强大的数据分析和处理方式,既可以按照刺激发生的事件关系进行分析,也可以按照时间进行分段分析,数据可以导出到 Excel 中进行二次分析支持使用摄像头进行实时跟踪,也支持使用事先录制好的视频文件进行离线跟踪, 二.硬件特性 全数字多功能刺激器由微处理器控制,输出声、光、电刺激信号,有程序和手动两种输出控制方式 可输出正弦波电刺激信号,兼容 Med 公司的指标标准0~4mA 恒流电刺激输出,调整步长 0.01mA,出厂精密数字校准,9 电极扰频(交替)输出,可有效避免实验动物“刺激盲区”与电栅栏短路 31~16KHz 频率可调、音量可调声音刺激输出,65536 级强度可调光刺激输出,选配隔音箱,采用高分子密度板制作,带有通风和照明装置,实验箱尺寸可根据具体实验一家定制,底部配有垃圾托盘,设计人性化, 可以选配光刺激模块,增加实验的条件刺激方式 三.分析指标 Freezing 状态 :Freezing 状态持续时间、Freezing 状态出现次数、Freezing 状态潜伏期Immobility 状态: Immobility 状态持续时间、Immobility 状态出现次数、Immobility 状态潜伏期Mobility 状态: Mobility 状态持续时间、Mobility 状态出现次数、Mobility 状态潜伏期其它 :持续时间、路程、平均速度、轨迹图、事件关系图
安徽耀坤生物科技有限公司 2022-05-26
锂电池管理系统AI算法研究
本项目聚焦于锂电池管理系统在智能化监测与预测中的关键痛点,尤其拟面向电池容量衰减预测、SOC/SOH估计不准、电池剩余时间不准确、MAP/SOP估算等方面。通过引入人工智能算法,构建融合机器学习与深度学习的电池状态预测模型,拟实现高精度SOC(荷电状态)与SOH(健康状态)估计的优化,提升电池管理系统的智能水平与安全性。 解决方案方面,项目基于实地检测磷酸铁锂电池充放电数据构建训练集,采用轻量级线性回归模型及改进型人工神经网络进行建模优化,并结合特征工程技术提高预测精度。同时,设计适用于边缘计算的部署方案,使模型可在BMS嵌入式硬件平台实时运行,降低对计算资源的依赖。 在竞争优势方面,项目成果具备算法轻量化、部署便捷、预测准确度高、兼容性强等特点,特别适用于电力储能、电动汽车等对安全性和可靠性要求高的场景。相比传统BMS方案,该AI算法可显著提升电池使用效率与寿命,精准估算SOC/SOH,降低维护成本。 目前项目成果已在合作企业内部储能设备中开展应用测试,初步反馈表明荷电状态预测准确度提升40%左右,电池健康度准确度提升40%左右,系统响应及时,具备较高实用性和推广价值。专家评审一致认为,该项目在智能电池管理系统方向具有较强的创新性和实际应用前景。
西南大学 2025-05-12
双轴椭圆高效振动筛
双轴椭圆高效振动筛是由北京科技大学设计,授权张家口市冶金机械厂独家制造的专利(专利号:ZL 00 2 50094.9)产品。其设计宗旨是:使振动筛总体结构和筛箱运动轨迹更为合理,以达到提高生产率和筛分效率,以及结构简化,拆装方便,工作可靠等目的。 与同类产品比较,主要具有以下优点: 1.采用强迫同步的双轴箱式振动器激振。利用两根轴上偏心块质量的不同,使筛箱作椭圆运动;强迫同步振动方式使筛箱启动、制动和运转十分平稳;箱式振动器保证了拆装方便;振动器重心偏移式安装使筛子总体高度减小。 2.先进的设计理念和现代化的设计手段确保筛箱的运动轨迹更为合理,有利于筛分。 3.振动筛筛面采用双折角,有利于实现等厚筛分 4.振动筛下方合理地配置有二次隔振系统,使传到地基的动负荷非常小。 5.先进而严格的加工制造工艺确保了设计思想的完美体现。
北京科技大学 2021-04-11
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