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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
通用型可定制无人智能航行器及平台
目前国内外企业只能生产执行特定任务的专用无人船,应用范围窄,难于加载日益增长的智能级别的任务,不利于用户的集成开发应用。针对这一市场需求,本产品定位于研发通用型的无人智能航行器,基于实时仿真测控平台,面向感知数据融合模型解算框架,支撑复杂智能任务算法研究,支持Matlab/Simulink实时仿真测控引擎,满足高端研发环节需求。采用开放式接口,响应终端用户的定制化需求,用户可以根据自行调整配置、加载任务系统,部署到实际环境在线调试,极大提高了工作效率,缩短了研发周期。
北京理工大学 2021-02-01
1.15级联振荡Er*:ZBLAN光纤激光器
项目成功开发了级联振荡Er*:ZBLAN光纤激光器,采用基于多色镜技术的F-P腔和全固态LD反向泵浦技术获”了2.8um 和1.6um双波段激光输出,由于2.8ym波长的激光可进行精确切割而1.6um波长的激光可凝结止血,因此同时输出此两个波段的激光器可用于开发多用途的激光医疗系统。同时这两个波段的激光在光电对抗、激光通信、空间探测、科研测量等方面都有良好的应用前景。项目在实施过程中申报国家专利5项,已获发明专利授权3项、实用新型专利授权1项;发表科研论文8篇,其中被SCI收录7篇。
长春理工大学 2021-04-26
一种激发大脑处于兴奋状态的激发器
本实用新型涉及一种激发大脑处于兴奋状态的激发器,它包括单片机、蓝牙模块、升压电路、脉冲输出及驱动电路、电极A和电极B。所述单片机与蓝牙模块双向连接,所述升压电路和脉冲输出及驱动电路的输入端分别接所述单片机的相应输出端,所述升压电路的输出端接所述脉冲输出及驱动电路的电源端,所述电极A和电极B分别接所述脉冲输出及驱动电路的相应输出端。本实用新型的优点是通过脉冲电流来刺激大脑神经系统,使大脑处于兴奋状态,从而提高人们的思维判断能力。
河北师范大学 2021-04-27
XP-S型高效节能旋流除尘器
对现行XLP/B型除尘器进行结构创新设计,开发了一种针对小型燃煤锅炉烟气除尘的新技术——XP-S小型燃煤锅炉通用旋流除尘器。结合工程运行经验,创新设计的XP-S小型燃煤锅炉通用旋流除尘器结构上采用了螺旋翅片锥形升气管、碎涡器、稳涡器、二分“脊”式导流片、以及异锥形出口蜗壳、月牙形旁路、双斗异型排灰系统及鸭嘴式排灰阀、异形入口缩放管等创新方案,在形式上采用了负压风机与出口蜗壳组合、锥形密封槽以及其相配的新型密封材料等措施。使除尘器在整体尺寸、除尘效率、风机耐受性、密封性上等方面都更能适合于小型燃煤锅炉的需要。目前,该技术已完成设计程序开发,正进行样机加工制作和技术专利申请工作。希望进行技术转让或以技术入股形式合作开发生产。
集美大学 2021-04-29
可调谐外腔式半导体激光器
西安交通大学 2021-04-10
航空发动机高温薄膜传感器技术
航空发动机高温薄膜传感器技术是将温度、压力等敏感材料以薄膜的形式沉积在航空发动机高温结构件(如涡轮叶片、机匣等)表面,并进行绝缘、防护、图形化,制成与结构件一体化集成的薄膜传感器。
电子科技大学 2021-04-10
基于传感器的受电弓特性测试装置
研发阶段/n受电弓为电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备,安装在机车或动车车顶上,负荷电流通过接触网和受电弓滑板接触获取,滑板与接触网间的接触压力、接触电阻、接触面积直接影响负荷电流的正常工作。在使用过程中接触压力不可过大或过小,否则增加机械磨耗或离线率;因此,受电弓的日常维护是机车维护的重要内容,如受电弓的接触压力、滑板磨损程度,以及滑板的水平度等。。受电弓受机车控制指令执行升弓和降弓操作,由气动控制,要求受电弓匀速上升或下降,在上升接近接触线时有一缓慢停滞,然后迅速接触接触线,而下降时,要求克服升弓弹簧的作用力,使受电弓迅速下降,脱离接触网。这就是受电弓特性,也是受电弓日常维护的重要内容。目前,受电弓的检测维护依然依靠卡尺、秒表等人工操作,存在较大的人为因素的影响,数据可靠性差,无法直观反映受电弓特性。部分有一定自动化程度的检测装置结构复杂,操作繁琐,不便于携带,并且滑板磨损程度与水平度等参数难以测量,尚没有测量受电弓的高度- 受力- 时间的特性测试,以及滑板磨损程度与水平度的测量。本发明公开了一种基于传感器的受电弓特性测试装置,该装置包括传感部、无线通信单元和上位机;所述传感部置于被测双臂受电弓滑板上,该装置为左右对称的两部分,中间为手柄,手柄下端安装有红外传感器;该装置的两侧安装有滑动式可折叠支臂,通过可折叠支臂固定在受电弓滑板上;支臂上设有超声波测距传感器;该装置顶端的手柄两侧设有与接触网接触的下凹沟道,该装置的底部平坦,安装有探针式阵列压力传感器;该装置内部设有与底板平行的三维加速度传感器,该装置内部还设有温度传感器;无线通信单元与各个传感器连接,将获取的传感器数据发送给上位机,上位机对传感器数据进行处理,并进行预判。。支持额度:。50。万元。承接单位:。湖北省。项目进展:。受电弓为电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备,安装在机车或动车车顶上,负荷电流通过接触网和受电弓滑板接触获取,滑板与接触网间的接触压力、接触电阻、接触面积直接影响负荷电流的正常工作。在使用过程中接触压力不可过大或过小,否则增加机械磨耗或离线率;因此,受电弓的日常维护是机车维护的重要内容,如受电弓的接触压力、滑板磨损程度,以及滑板的水平度等。受电弓受机车控制指令执行升弓和降弓操作,由气动控制,要求受电弓匀速上升或下降,在上升接近接触线时有一缓慢停滞,然后迅速接触接触线,而下降时,要求克服升弓弹簧的作用力,使受电弓迅速下降,脱离接触网。这就是受电弓特性,也是受电弓日常维护的重要内容。目前,受电弓的检测维护依然依靠卡尺、秒表等人工操作,存在较大的人为因素的影响,数据可靠性差,无法直观反映受电弓特性。部分有一定自动化程度的检测装置结构复杂,操作繁琐,不便于携带,并且滑板磨损程度与水平度等参数难以测量,尚没有测量受电弓的高度- 受力- 时间的特性测试,以及滑板磨损程度与水平度的测量。本发明公开了一种基于传感器的受电弓特性测试装置,该装置包括传感部、无线通信单元和上位机;所述传感部置于被测双臂受电弓滑板上,该装置为左右对称的两部分,中间为手柄,手柄下端安装有红外传感器;该装置的两侧安装有滑动式可折叠支臂,通过可折叠支臂固定在受电弓滑板上;支臂上设有超声波测距传感器;该装置顶端的手柄两侧设有与接触网接触的下凹沟道,该装置的底部平坦,安装有探针式阵列压力传感器;该装置内部设有与底板平行的三维加速度传感器,该装置内部还设有温度传感器;无线通信单元与各个传感器连接,将获取的传感器数据发送给上位机,上位机对传感器数据进行处理,并进行预判。 本项目为受电弓质量检测装置,可用于高铁机车检修,市场前景广阔。。项目基本内容:。受电弓为电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备,安装在机车或动车车顶上,负荷电流通过接触网和受电弓滑板接触获取,滑板与接触网间的接触压力、接触电阻、接触面积直接影响负荷电流的正常工作。在使用过程中接触压力不可过大或过小,否则增加机械磨耗或离线率;因此,受电弓的日常维护是机车维护的重要内容,如受电弓的接触压力、滑板磨损程度,以及滑板的水平度等。受电弓受机车控制指令执行升弓和降弓操作,由气动控制,要求受电弓匀速上升或下降,在上升接近接触线时有一缓慢停滞,然后迅速接触接触线,而下降时,要求克服升弓弹簧的作用力,使受电弓迅速下降,脱离接触网。这就是受电弓特性,也是受电弓日常维护的重要内容。目前,受电弓的检测维护依然依靠卡尺、秒表等人工操作,存在较大的人为因素的影响,数据可靠性差,无法直观反映受电弓特性。部分有一定自动化程度的检测装置结构复杂,操作繁琐,不便于携带,并且滑板磨损程度与水平度等参数难以测量,尚没有测量受电弓的高度- 受力- 时间的特性测试,以及滑板磨损程度与水平度的测量。本发明公开了一种基于传感器的受电弓特性测试装置,该装置包括传感部、无线通信单元和上位机;所述传感部置于被测双臂受电弓滑板上,该装置为左右对称的两部分,中间为手柄,手柄下端安装有红外传感器;该装置的两侧安装有滑动式可折叠支臂,通过可折叠支臂固定在受电弓滑板上;支臂上设有超声波测距传感器;该装置顶端的手柄两侧设有与接触网接触的下凹沟道,该装置的底部平坦,安装有探针式阵列压力传感器;该装置内部设有与底板平行的三维加速度传感器,该装置内部还设有温度传感器;无线通信单元与各个传感器连接,将获取的传感器数据发送给上位机,上位机对传感器数据进行处理,并进行预判。
武汉工程大学 2021-04-11
通信用高温超导滤波器设计及规模生产
一、 项目简介  高温超导滤波器技术作为一个新兴的高科技产业,其插损小、选择性好、带边抑制比高的技术优势得到了业界的普遍认可,高温超导多通带滤波器对于民用通信系统和军备系统都有着非常重要的意义。项目将产学研密切结合,发挥各自优势,解决其中的设计和制造关键技术,推进高温超导双通带滤波器的产业化的实施工作。二、 项目技术成熟程度  项目已经攻克高阶高温超导滤波器设计制作中的关键问题,为解决无线系统带内干扰,提高信号接收灵敏度,提升无线通信质量带来了新的途径,它对于民用通信系统和军备系统都有着非常重要的科学意义和广阔的应用前景,目前技术已经成熟运用在多个移动通信和军事通信系统中。三、 技术指标  项目是国家 863计划课题“第三代移动通信用高温超导滤波器系统设计及规模化生产研究开发”成果,鉴定结题达到国际先进水平。滤波器样机相关成果已连续发表在2010和2011年的《中国科学》和MOTL等杂志上,申请了多项发明专利。2011年第9 期《科学通报》还以特别简报的形式报道该成果“我国成功研制双通带高温超导滤波器—我国研究人员提出了一种双通带滤波器的设计方法,并完成了一个L波段双通带高温超导滤波器的设计和制作,该成果可充分发挥超导材料的低微波表面电阻的优势,在微波通信、高灵敏度接受系统中具有重要的应用价值”。项目已经提出并获得多项发明专利和实用新型专利,样机特性参数已经达到国际同类产品先进水平。四、 市场前景  高温超导滤波器系统显著的性能优势,在通信、卫星、雷达与电子对抗等领域得到广泛应用。目前国内民用通信系统比如中国电信和中国联通、警用集群通信系统,以及军备系统已有广阔应用实例,国内市场总容量每年可达20亿人民币。五、 规模与投资需求 项目初期基础投资大概1亿人民币,需要建设一个中等规模的大概2000平米的,半导体万级洁净厂房,如果按照年产500台滤波器计算,需要至少80人。六、 生产设备半导体万级生产线、各类测试仪器等七、 效益分析  项目实施将打破国外对高温超导滤波器系统产品的垄断,形成具有自主知识产权的高温超导滤波器系统设计平台和批量生产技术,可以扩展超导电子产品的应用范围,提升国内国防军备设施的技术性能,研制与生产成功,对超导基片材料、真空杜瓦系统、等相关的研究生产将起到很大的促进作用。批量生产后,利税可增加3000万元/年。八、 合作方式投资方式面议洽谈。九、 项目具体联系人及联系方式项目负责人:马杰,电话:13920381537,联系人:马杰,电话:13920381537邮箱:jma@hebut.edu.cn 。十、 附件:成果图片 
河北工业大学 2021-04-11
三相降压型整流器及其控制方法
本发明公开了一种三相降压型整流器,包括输入滤波器、三相可控整流桥和不控整流桥;三相可控整流桥的每一相均包括上桥臂和下桥臂,上桥臂设有上桥臂开关模块,下桥臂设有下桥臂开关模块,三相可控整流桥与不控整流桥共直流母线连接,三相电源通过输入滤波器连接三相可控整流桥的交流输入侧,三相电源的中性点或者输入滤波器的中性点连接不控整流桥的交流输入侧。本发明还公开了控制三相降压型整流器的方法。本发明显著降低了可控开关器件的电压应力。
东南大学 2021-04-11
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