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2020年  第37卷  第5期

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一种用于三维闪存测试的低成本PMU电路
张玺, 王颀, 童炜, 霍宗亮
2020, 37(5): 1-5.
摘要(138) HTML (40) PDF (6)
摘要:
为了改善3D NAND测试机价格昂贵导致的闪存芯片成本过高的问题,提出了一种新的基于FPGA的用于3D NAND闪存芯片直流参数测试的低成本PMU(精密测量单元)电路.利用FPGA灵活的可编程特性,通过对ADC、DAC和继电器等分立元件工作的控制,实现了具有FVMI(加电压测电流)、FIMV(加电流测电压)等直流参数测试功能的PMU电路.该PMU电路已应用于YMTC自研3D NAND Flash测试平台,可以对3D NAND的直流参数进行准确测量,并且测试机台的成本只有大型ATE机台的0.175%,从而缓解了芯片测试成本过高的问题.
基于控制串行传输的LED屏列驱动芯片设计
李梦杰, 邓良, 陈章进
2020, 37(5): 6-12.
摘要(98) HTML (25) PDF (2)
摘要:
由于传统列驱动芯片在采用串行方式逐行逐列进行数据传输时存在传输效率低的问题,本文设计一种基于控制串行传输的列驱动芯片.该芯片结合串行传输以及并行传输方式的特点,在JXI5020列驱动芯片的基础上,增加控制数据移位寄存器以及控制数据处理器将用于子空间寻址的控制信号串行化传输,以串行方式实现基于并行传输的子空间扫描;该芯片打破了数据在串行方式下逐行逐列传输的限制,降低时间冗余率,提高了数据传输的效率.通过搭建LED扫描驱动系统及其仿真验证平台,验证了该驱动芯片的正确性.在显示256级灰度、分辨率为960*720的图像时,与JXI5020进行对比,得出本文设计的驱动芯片能够在没有亮度损失的条件下,将冗余率降低至5.9%,有效减少了单元面板信号接口的数量.
基于深度自编码和决策树的恶意域名检测
赵宏, 常兆斌, 王伟杰
2020, 37(5): 13-17.
摘要(69) HTML (28) PDF (3)
摘要:
针对目前恶意域名检测方法特征提取过程复杂和检测准确率不高的问题,提出一种基于深度自编码和决策树(Deep Auto Encoder and Decision Tree, DAE-DT)的恶意域名检测算法.该算法首先将每一域名按照域名词法组成与结构等属性进行特征映射,并进行正则化处理; 然后将正则化处理后的无标签域名数据随机置0作为模型的输入,域名字符统计特征作为输出,构造深度自编码网络模型.并通过计算模型输出值与未处理数据之间的重构误差,实现各层参数与权值的优化,以增强模型的鲁棒性; 最后依据提取的域名字符统计特征构造恶意域名判定的决策树.通过在Alexa和Malware domain list等标准数据集上进行测试.实验结果表明,该模型的检测准确率、精确率、假阴性率和假阳性率值分别为95.21%、94.17%、2.41%和3.63%.
基于Wi-Fi信道状态信息的免训练入侵检测系统
于怡然, 常俊, 吴柳繁, 彭予
2020, 37(5): 18-22.
摘要(112) HTML (39) PDF (3)
摘要:
随着无线通信技术的飞速发展,Wi-Fi已经广泛应用于公共和私人领域,基于无线技术的无设备被动入侵检测技术在智能家居领域有着广阔的应用前景.针对现有的解决方案难以解释不同场景下性能存在巨大差异,本文设计了一种基于Wi-Fi信道状态信息的免训练入侵检测系统,利用Wi-Fi设备上细粒度的信道状态信息(CSI)捕捉由人体移动引起的细微变化.为了放大这种变化,使用多重信号分类算法(MUSIC)对CSI时间序列的协方差矩阵进行特征分解,利用信号速度向量与噪声子空间的正交性来提取路径变化速度,并通过计算对应路径的相位差变化进行入侵检测的判断.在两个典型的室内环境(会议室和卧室)中进行评估,结果显示平均假阳性(FP)为1.07%,平均假阴性(FN)为1.87%.结果表明该方法能够有效消除环境变化对于检测精度的影响,提高系统的鲁棒性.
一种改善云存储综合性能的体系结构及协调算法
李海荣, 方中纯
2020, 37(5): 23-27,32.
摘要(42) HTML (12) PDF (1)
摘要:
在深入研究云存储体系结构和影响系统整体性能相关因素的前提下,提出一种基于多个主从结构的云存储系统而构建的一种分层控制体系结构的云存储系统.然后以两种分布式文件系统构建的分层云存储系统为研究对象,给出基于该体系结构的分布式文件系统的选择算法的数学模型以及相关公式,应用案例对选择结果进行分析、测试.最后,从多个角度比较了FastDFS、HDFS和本文提出的分层次体系结构的性能,实验结果证明该体系结构在云存储系统中综合性能比单个系统表现更好.
锗硅外延工艺优化对28 nm PMOS器件性能的改善
李帅, 蔡小五, 隋振超
2020, 37(5): 28-32.
摘要(158) HTML (68) PDF (11)
摘要:
在28 nm CMOS技术节点,锗硅技术在器件沟道产生压应力可以提高PMOS电学性能.在选择性锗硅外延工艺基础上对锗含量进行细化阶梯分布,此阶梯式分布能避免因锗含量过高产生位错而进一步提高总体应力效果.通过研究发现,薄膜堆叠层的厚度和锗元素浓度是影响器件性能的重要因素,实验对堆叠层厚度和锗浓度同时改变比单独改变一种影响因素获得的器件性能更好,器件的饱和电流和漏电流的性能(Idsat-Ioff)可以提高7%,同时,器件阈值电压和饱和电流的性能(Vtsat-Idsat)、器件阈值电压和漏电流(Vtsat-Ioff)性能、漏致势垒降低(DIBL)效应也有相应的改善.
基于立体视觉—惯导SLAM的四旋翼无人机导航算法
孙楠, 裴信彪, 王春军, 李继辉, 彭程, 白越
2020, 37(5): 33-38,42.
摘要(125) HTML (37) PDF (5)
摘要:
针对基于视觉的同时定位与地图构建(SLAM)系统在快速运动和特征不足时存在精度低和跟踪易失败的问题,提出了一种基于紧耦合的非线性优化的立体视觉—惯导SLAM(visual inertial SLAM, VI-SLAM)算法.首先,以关键帧的位姿作为约束,初始化惯性测量单元(IMU)的偏差,并根据IMU预积分预测当前帧的位姿;然后,在后端优化中采取非线性局部平滑的方法,融合视觉SLAM的位姿估计与IMU预积分;并通过回环检测消除累积误差,采用图优化算法进行全局地图优化.通过EuRoC数据集验证该系统的性能,对比视觉SLAM算法平均精度提升了1倍左右.并将该算法应用于立体视觉四旋翼飞行控制平台,验证所提算法的实际应用性.
RM码特征分析
张永光
2020, 37(5): 39-42.
摘要(126) HTML (37) PDF (5)
摘要:
针对RM码的特征分析问题,通过线性变换确定等价系统码的生成矩阵,从而确定分析码字的码长和信息位长,结合对码长取值、生成矩阵行重的约束,假定分析数据采用RM编码,求出RM码阶数,得到RM码的生成矩阵,如等价系统码的生成矩阵可从RM码的生成矩阵通过行线性组合得到,则可确认采用了RM编码,且生成矩阵求解正确.实验仿真表明,在仅得到码编码数据序列的情况下,实际数据的编码参数识别分析结果和所设前提完全一致,表明了分析方法的正确性.
基于细胞神经网络超混沌特性的图像加密算法
魏慧, 李国东
2020, 37(5): 43-48, 53.
摘要(75) HTML (26) PDF (0)
摘要:
针对图像传输安全问题,本文提出基于细胞神经网络CNN超混沌的特性结合一般形式的三次函数鲁棒映射和高维Lorenz系统对图像采取双扩散—置乱的加密操作.仿真结果表明本文设计的算法具有优良的加密效果,且密钥空间大、密文敏感性强、信息熵值7.9994接近理想值,能有效抵抗统计攻击等.具有一定的运用价值.
基于最大特征值的协作式频谱感知
冯一舟, 郑霖, 张文辉
2020, 37(5): 49-53.
摘要(68) HTML (23) PDF (0)
摘要:
现有的基于渐进谱理论的频谱感知算法通常只考虑单用户感知, 并且在低信噪比环境下,由于接收信号的协方差矩阵的特征值被“压缩”到M-P律的特征值上界附近,使噪声和信号对应的特征值难以分辨,造成检测性能下降.通过增加辅助信号,提出了多用户协作的基于最大特征值的感知算法,使目标信号对应的最大特征值右移出M-P律的上边界并服从高斯分布.理论和仿真结果均表明,该算法相较于现有的基于RMT的感知算法有更好的感知性能,并且在认知用户数或者采样点有限的情况下依旧有较好的感知性能.
26 GHz宽带低噪声CMOS LC-VCO设计
李聪, 刘自成, 安建
2020, 37(5): 54-57,63.
摘要(108) HTML (19) PDF (4)
摘要:
基于90 nm CMOS工艺,设计实现了一种谐振频率为26 GHz的低噪声宽调谐范围的LC压控振荡器.分析了相邻MOM电容间的寄生电容并计入整体电容阵列当中,提高了谐振网络的品质因数,同时缩减了面积.分析了压控振荡器的相位噪声,采用了大尺寸尾电流管并覆盖大面积偏置滤波网络结构对相位噪声进行优化.经过测试验证,压控振荡器的谐振频率范围为24.2~29.6 GHz.当谐振频率为26 GHz时,在1 MHz频偏处相位噪声为-97.4 dBc/Hz,电路功耗为9.6 mW,FoMT值为-182.5.
HBT干涉声源定位技术的拓扑结构优化研究
聂磊, 贾雯, 李善强, 刘梦然
2020, 37(5): 58-63.
摘要(88) HTML (31) PDF (1)
摘要:
本文研究了应用于声场HanburyBrown-Twiss(HBT)干涉空间被动定位方法中的传感器阵列拓扑结构,优化了传感器阵列结构,实现了对目标声源的精确定位.基于理论和仿真,对多种拓扑结构的阵列进行参数影响分析,通过空气中的声源定位实验,对所设计的拓扑结构进行验证.结果表明,当阵元间距在20~100 cm范围内,阵间距为7.5 m时,综合性能最优的拓扑结构为双五元阵.实验结果和仿真保持一致,实现了在阵元间距1 m情况下对56.5 m远处声源的定位,误差为0.3 m.
基于数据访问计数的NAND闪存缓存管理算法
李中单, 严华
2020, 37(5): 64-68,74.
摘要(92) HTML (35) PDF (3)
摘要:
针对现有的NAND闪存缓存管理算法对缓冲区替换页选择和替换代价考虑不足,以及算法时间开销大的问题,提出基于数据访问计数的NAND闪存缓存管理算法.该算法首先考虑NAND闪存读写代价的不同以及数据访问频度的差异,对数据页进行冷干净、冷脏、热干净、热脏划分并分别采用LRU队列进行管理.然后,根据提出的数据访问计数策略计算数据页的访问计数值.最后,结合队列长度和数据页访问计数值给出了新的数据页替换策略.基于QEMU和Linux的仿真实验结果表明,与LRU、CF-LRU、LRU-WSR、CCF-LRU、LLRU等现有算法相比,所提算法能够有效降低写闪存次数,减少程序运行时间.
一种改进的简化均值粒子群K-means聚类算法
靳雁霞, 齐欣, 张晋瑞, 程琦甫
2020, 37(5): 69-74.
摘要(64) HTML (19) PDF (0)
摘要:
针对粒子群优化算法容易陷入局部最优且K-means算法受聚类数及初始聚类中心的选取影响较大,提出了一种改进的简化均值粒子群K-means优化聚类算法(ISMPSO-AKM).一方面,在简化粒子群算法的基础上,加入邻域最优粒子,由个体最优位置、全局最优位置及邻域最优位置线性组合改进位置公式.另一方面,构造一种基于余弦函数和对数函数的惯性权重,实现对惯性权重的动态调整.此外,引入AKM聚类算法确定聚类数,动态获取初始中心,进一步提高算法的准确性.仿真实验表明,改进的ISMPSO-AKM算法具有更快的收敛速度,更高的求解精度及更稳定的聚类结果.
抗内存攻击的加密芯片双重动态混淆策略
景凤池, 张金艺
2020, 37(5): 75-81.
摘要(63) HTML (18) PDF (0)
摘要:
目前,基于线性反馈移位寄存器(Linear Feedback Shift Register, LFSR)的动态混淆策略和测试授权策略是保护加密芯片免受扫描旁路攻击威胁的主流方法,然而存储在内存中的LFSR种子或测试授权密钥极易受到针对内存的攻击.针对此问题,从应对扫描旁路攻击和应对内存攻击两个角度出发,设计双重动态混淆架构并基于此架构构建双重动态混淆策略.其中,构建基于LFSR自更新模块的扫描链数据动态混淆策略以应对扫描旁路攻击;构建LFSR输出序列动态混淆策略以应对内存攻击.实验表明,相较于目前主流的安全扫描策略,双重动态混淆策略在不影响芯片可测试性的同时,可以使加密芯片免受扫描旁路攻击和内存攻击的威胁;在LFSR自更新模块位数为64位、插入混淆逻辑门中异或门和同或门数量各为8位的的情况下,面积开销为0.31%,攻击人员暴力破解双重动态混淆策略所需应用的测试向量至少为6.29×1018个.
非线性权重和柯西变异的蝗虫算法
王涛
2020, 37(5): 82-86.
摘要(88) HTML (24) PDF (6)
摘要:
针对蝗虫优化算法收敛速度慢,易陷入局部最优等问题,提出一种基于非线性权重和柯西变异的蝗虫优化算法.首先使用佳点集初始化种群,均匀种群分布.然后将线性权重改进为非线性权重,提高勘探和开发能力.同时对最优个体采用柯西变异,增加跳出局部最优能力.最后通过6个基准函数进行测试,实验表明改进后蝗虫算法收敛速度快、精度高.