隨著芯片設(shè)計(jì)復(fù)雜度的提升,時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)功耗已成為系統(tǒng)級(jí)功耗的重要組成部分。時(shí)鐘門控技術(shù)通過動(dòng)態(tài)關(guān)閉空閑模塊的時(shí)鐘信號(hào),可顯著降低動(dòng)態(tài)功耗。然而,傳統(tǒng)時(shí)鐘門控優(yōu)化方法面臨兩大挑戰(zhàn):一是如何精準(zhǔn)識(shí)別時(shí)鐘信號(hào)的可控性,二是如何在RTL級(jí)實(shí)現(xiàn)高效的邏輯優(yōu)化。英諾達(dá)(Innoveda)推出的ERPE(Efficient RTL Power Engine)工具,通過可達(dá)性分析與邏輯引擎的深度融合,為RTL級(jí)時(shí)序時(shí)鐘門控優(yōu)化提供了創(chuàng)新解決方案。
隨著芯片設(shè)計(jì)復(fù)雜度的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),傳統(tǒng)基于手工編寫的RTL(寄存器傳輸級(jí))代碼開發(fā)模式面臨效率瓶頸。大語言模型(LLM)憑借其強(qiáng)大的自然語言理解與代碼生成能力,為RTL代碼自動(dòng)化生成提供了全新路徑。本文從需求分析、架構(gòu)設(shè)計(jì)、代碼生成到驗(yàn)證優(yōu)化,系統(tǒng)探討LLM在RTL設(shè)計(jì)全流程中的應(yīng)用,并分析其技術(shù)挑戰(zhàn)與未來方向。
本項(xiàng)目演示了如何使用Omnimo nRF52840與SparkFun Qwiic OLED顯示器(SSD1306)和AIR QUALITY 4 CLICK傳感器來監(jiān)測(cè)室內(nèi)空氣質(zhì)量。該系統(tǒng)在OLED屏幕上實(shí)時(shí)顯示eCO2(等效二氧化碳)和TVOC(總揮發(fā)性有機(jī)化合物)水平。
隨著數(shù)字集成電路(IC)設(shè)計(jì)復(fù)雜度的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),傳統(tǒng)布局工具在處理超大規(guī)模設(shè)計(jì)時(shí)面臨計(jì)算效率瓶頸。DREAMPlace作為基于深度學(xué)習(xí)的VLSI布局開源項(xiàng)目,通過引入GPU加速技術(shù),實(shí)現(xiàn)了全局布局與詳細(xì)布局階段超過30倍的速度提升。本文以DREAMPlace 4.0版本為核心,解析其GPU加速架構(gòu)設(shè)計(jì)、性能優(yōu)化策略及工程實(shí)踐。
隨著醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)向高精度、高自動(dòng)化方向發(fā)展,手術(shù)機(jī)器人的功能安全已成為醫(yī)療器械質(zhì)量管理體系(ISO 13485)的核心要求。本文基于ISO 13485標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合失效物理模型與安全完整性等級(jí)(SIL)評(píng)估方法,提出一種手術(shù)機(jī)器人控制系統(tǒng)的功能安全實(shí)現(xiàn)路徑,并通過Python代碼實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵安全機(jī)制的驗(yàn)證。
在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域,控制器作為核心組件,其可靠性直接關(guān)系到患者安全。傳統(tǒng)壽命評(píng)估方法依賴長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)積累,而基于失效物理模型(PoF)的加速老化測(cè)試技術(shù),通過模擬極端環(huán)境應(yīng)力條件,能夠在短時(shí)間內(nèi)預(yù)測(cè)產(chǎn)品壽命。本文提出一種結(jié)合熱應(yīng)力、電應(yīng)力與機(jī)械應(yīng)力的綜合加速老化方案,并通過Python實(shí)現(xiàn)失效物理模型的核心算法。
在航空航天領(lǐng)域,醫(yī)用冷藏設(shè)備承擔(dān)著儲(chǔ)存血液、疫苗、生物制劑等關(guān)鍵醫(yī)學(xué)樣品的重任。這些樣品對(duì)溫濕度條件極為敏感,任何微小波動(dòng)都可能導(dǎo)致質(zhì)量劣化。例如,血液制品在-20℃±2℃環(huán)境下需保持紅細(xì)胞活性,疫苗在2-8℃范圍內(nèi)才能維持免疫效力。針對(duì)極端環(huán)境下的可靠性需求,本文提出一種基于冗余設(shè)計(jì)的溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng),通過多傳感器融合與故障診斷算法,實(shí)現(xiàn)99.99%以上的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率。
隨著醫(yī)療設(shè)備向微型化、智能化發(fā)展,其電氣安全性能成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。IEC 60601-1標(biāo)準(zhǔn)作為醫(yī)療電氣設(shè)備安全的基本準(zhǔn)則,對(duì)電源系統(tǒng)的絕緣設(shè)計(jì)、漏電流控制提出了嚴(yán)格要求。本文結(jié)合實(shí)際案例,從絕緣材料選型、電路拓?fù)湓O(shè)計(jì)到測(cè)試驗(yàn)證,系統(tǒng)闡述醫(yī)療電源的合規(guī)性實(shí)現(xiàn)路徑。
隨著醫(yī)療電子設(shè)備向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化方向發(fā)展,其電磁兼容性(EMC)問題愈發(fā)突出。特別是在CT、MRI等高精度影像設(shè)備以及植入式心臟起搏器等生命維持設(shè)備中,EMC性能直接關(guān)系到診斷準(zhǔn)確性和患者安全。本文從電路設(shè)計(jì)、濾波技術(shù)、屏蔽措施到軟件算法優(yōu)化,系統(tǒng)闡述醫(yī)療電子設(shè)備的EMC解決方案。
正電子發(fā)射斷層掃描(PET)作為分子影像技術(shù)的核心,其探測(cè)器性能直接決定成像質(zhì)量。隨著臨床對(duì)設(shè)備小型化、高靈敏度的需求提升,基于硅光電倍增管(SiPM)的探測(cè)器陣列成為研究熱點(diǎn)。然而,SiPM陣列的微型化封裝面臨材料匹配、熱管理、信號(hào)串?dāng)_等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。本文從封裝架構(gòu)、工藝優(yōu)化、性能驗(yàn)證三個(gè)維度,系統(tǒng)解析微型化PET探測(cè)器的技術(shù)挑戰(zhàn)與解決方案。
數(shù)字PCR(dPCR)作為第三代PCR技術(shù),通過將樣本分割至數(shù)萬個(gè)獨(dú)立反應(yīng)單元實(shí)現(xiàn)絕對(duì)定量,其核心在于微流控芯片的液滴操控與熒光信號(hào)的精準(zhǔn)采集。本文提出一種基于介電潤(rùn)濕(EWOD)的微流控芯片設(shè)計(jì),結(jié)合鎖相放大技術(shù)實(shí)現(xiàn)熒光信號(hào)的高信噪比檢測(cè),并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其可行性。
磁共振成像(MRI)作為醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的核心工具,其信號(hào)鏈的穩(wěn)定性直接決定了圖像的分辨率與診斷準(zhǔn)確性。隨著3T以上超導(dǎo)磁體的普及,信號(hào)頻率范圍擴(kuò)展至123MHz-300MHz,傳統(tǒng)ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)架構(gòu)面臨帶寬不足、信噪比劣化等挑戰(zhàn)。本文聚焦高速ADC與磁屏蔽技術(shù)的協(xié)同優(yōu)化,提出一種基于FPGA的實(shí)時(shí)抗干擾方案,并通過仿真驗(yàn)證其有效性。
超聲波換能器作為能量轉(zhuǎn)換的核心部件,廣泛應(yīng)用于工業(yè)清洗、醫(yī)療成像、焊接等領(lǐng)域。其工作原理基于壓電效應(yīng),將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)械振動(dòng)。然而,換能器的諧振頻率易受溫度、元件老化及負(fù)載變化影響,導(dǎo)致能量傳輸效率下降。傳統(tǒng)固定頻率驅(qū)動(dòng)方式難以維持最佳工作狀態(tài),而追頻技術(shù)通過實(shí)時(shí)調(diào)整驅(qū)動(dòng)頻率,使換能器始終工作在諧振點(diǎn),顯著提升系統(tǒng)性能。最大電流法作為一種經(jīng)典追頻策略,通過監(jiān)測(cè)電流峰值實(shí)現(xiàn)頻率自適應(yīng)調(diào)整,本文將深入探討其原理、實(shí)現(xiàn)方法及優(yōu)化方案。
隨著醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展,手術(shù)機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人等設(shè)備在臨床應(yīng)用中展現(xiàn)出巨大潛力。然而,傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制方法在復(fù)雜環(huán)境中的適應(yīng)性不足,尤其在動(dòng)態(tài)手術(shù)場(chǎng)景中,難以應(yīng)對(duì)組織變形、工具碰撞等不確定性因素。強(qiáng)化學(xué)習(xí)(RL)通過與環(huán)境交互自主學(xué)習(xí)最優(yōu)策略,為醫(yī)療機(jī)器人提供了突破傳統(tǒng)控制范式的可能。結(jié)合實(shí)時(shí)機(jī)器人操作系統(tǒng)(ROS),可實(shí)現(xiàn)感知-決策-執(zhí)行的高效閉環(huán)。本文將探討RL算法與ROS系統(tǒng)的集成方案,并通過代碼示例展示具體實(shí)現(xiàn)。
心血管疾病已成為全球健康的主要威脅之一,而心律失常作為其常見表現(xiàn)形式,早期檢測(cè)與干預(yù)對(duì)降低死亡率至關(guān)重要。傳統(tǒng)心電圖(ECG)監(jiān)測(cè)設(shè)備受限于體積、成本及使用場(chǎng)景,難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)。隨著可穿戴技術(shù)的突破,基于光電容積脈搏波(PPG)和單導(dǎo)聯(lián)ECG的智能手表、貼片等設(shè)備逐漸普及,為心律失常的實(shí)時(shí)篩查提供了新方案。然而,這些設(shè)備在算力、功耗與算法精度之間面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。本文將探討如何通過輕量化LSTM模型與低功耗MCU協(xié)同設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)可穿戴設(shè)備的高效異常心律檢測(cè)。