摘要：面向经自然腔道内镜手术(natural orifice transluminal endoscopic surgery,NOTES),根据手术器械的弯曲性和刚度需求,设计了具有梯形槽结构的连续体手术器械弹性关节,并提出了连续体弹性关节的结构特征参数.为消除结构参数原始单位及其数值数量级的影响,便于确定参数的取值区间,以特征长度为单位将连续体弹性关节的结构特征抽象为4个无量纲的结构参数.由于连续体弹性关节的结构沿轴线方向是循环重复的,切槽部分的变形相同,所以首先提取一节弹性关节进行静力学分析,然后通过叠加获得连续体弹性关节考虑其形状特征的静力学模型.为验证连续体弹性关节力学性能,基于有限元分析软件ABAQUS进行仿真.一方面,基于正交实验设计方法,验证各结构参数对力学性能影响的变化趋势以及显著性,不涉及对具体数值的验证;另一方面,基于控制变量法,验证结构参数对力学性能的影响,并根据仿真结果校正了静力学模型.同时,基于控制变量法,通过实验验证结构参数对刚度系数的影响.结果表明该模型可以有效描述弹性关节的弯曲性能和抗压性能,为弹性关节设计提供指导.

摘要：扫描技术是一种广泛采用的结构化可测试性设计方法,是提高测试质量的有效手段.但由于扫描链及其控制逻辑可能会占到整个芯片面积的30%,因此扫描链故障导致的失效可能会达到失效总数的50%.提出一种扫描链故障确定性诊断向量生成算法:首先建立了诊断扫描链故障的电路模型,利用该模型可以采用现有固定型故障测试生成工具产生扫描链诊断向量;然后提出一种故障响应分析方法,以有效地降低候选故障对的数量,从而在保障诊断质量的前提下减少诊断向量数目,缩短了诊断过程的时间.实验结果表明,在测试诊断精确度、故障分辨率和向量生成时间方面,该算法均优于已有的扫描链诊断向量生成方法.

摘要：通过调整扫描链上扫描单元顺序与逻辑门插入相结合,以减少扫描移入阶段扫描链上不必要的状态跳变,从而达到降低测试中电路动态功耗的目的.在ISCAS’89基准电路上进行的实验表明,该方法最多能将扫描移入阶段峰值功耗降低94.5%,平均功耗降低93.8%,而面积开销可以忽略不计.

摘要：针对仲裁器物理不可克隆函数(PUF)响应随机性难以保证的问题,提出具有内建自调整功能的仲裁器PUF设计,该设计包含激励产生模块、可调仲裁器PUF模块和自调整模块.首先在传统仲裁器PUF上增加由调整信号控制的时延调节电路,实现可调仲裁器PUF结构;然后用线性反馈移位寄存器实现激励产生模块,生成用于测试PUF随机性的激励;最后加入自调整模块,通过分析PUF响应的随机性自动调整时延调节电路的调整信号,提高可调仲裁器PUF的随机性.实验结果表明,经过自调整,在FPGA上实现的多个所提仲裁器PUF,其随机性的平均值为50.62%,标准差仅为0.5%,随机性得到有效提高.

摘要：针对传统终端滑模控制中控制输入奇异和收敛时间长的问题,提出了一种非奇异快速终端滑模(NFTSM)控制方法.该方法由NFTSM滑模面和控制律组成.在此框架下,首先通过在非奇异终端滑模面中引入指数函数和符号函数来设计NFTSM滑模面,其中指数函数用来加快状态远离平衡点时的收敛速度,符号函数用来提升系统稳定性.然后,基于NFTSM滑模面来设计由等效控制输入和切换控制输入构成的NFTSM控制律,该控制律具有能同时实现控制输入非奇异和系统状态有限时间内快速收敛的优势.最后,根据给出的耦合双容水箱模型数学描述,将NFTSM方法应用于耦合双容水箱液位控制中,设计了NFTSM液位跟踪控制器.仿真证明,在存在外扰且参数摄动25%条件下,该控制系统仍能精确跟踪给定液位,表明了NFTSM控制方法的有效性和鲁棒性.

摘要：针对内存系统中高强度的容错编码容易造成过大开销的问题,为同时实现容错强度和容错开销的权衡,提出一种低开销的支持混合容错编码的动态调节设计.通过分析发现常见纠错检错编码数据位长与校验位长存在固定的比例关系,提出一种地址映射逻辑电路;当系统存取内存数据及容错强度发生调节时,该方法可保证容错编码中校验信息的存取,实现对内存容错强度调节以及数据与校验信息在内存中分开存储的支持.实验结果表明,文中设计简单,硬件和性能代价小、功耗开销低.

摘要：位置灵敏探测器(Position sensitive device,PSD)是一种利用光电二极管表面电阻的光电子位置传感器,具有高速度、高分辨率、可靠性好等优点。本文描述了将PSD用于X射线条件性能测试的结果,给出了基于PSD的X射线光束位置探测器(X-ray beam position monitor,XBPM)的一个具体设计方案,并进行了相应估算,初步表明了其可行性。

摘要：随着缺陷密度的增加,在存储器中设计冗余行或冗余列替换有缺陷的存储器单元已成为提高存储器成品率的常用方法.然而基于冗余行或冗余列的修复方法不仅对冗余资源的利用率较低、冗余分析算法较复杂,且受限于存储器生产厂商提供的冗余资源结构.针对此,提出了利用内容可寻址技术结合冗余行和冗余列来修复存储器的方法.该方法中,内容可寻址存储器不仅用于存储修复信息,还被用于当作冗余字替换故障字实现字修复,而冗余行和冗余列则分别用于修复行或列地址译码故障;并在译码逻辑输出端设计控制电路,避免对已修复的故障字进行访问.文中方法简单易行、面积开销小、利于扩展且修复效果好.实验结果表明,该方法在获得同样修复效率的情况下,冗余资源和内容可寻址存储器面积开销最小约为已有二维冗余修复方法的20%.

摘要：末级缓存的性能已成为影响多核处理器整体性能的关键因素.基于多核处理器在处理并行程序时各处理器核访存行为的相似性,提出一种降低访存缺失率的数据预取方法.首先记录各处理器核的访存缺失历史;然后通过分析历史信息预测各处理器核之间末级缓存缺失的关联关系,采用数据预取的方式,在处理器核出现读缺失之前为其末级缓存提供数据块.实验结果表明,对于4核和16核处理器系统,该方法可以分别降低末级缓存缺失率9.8%和18.4%,提高性能4.0%与12.4%.

摘要：针对环形振荡器物理不可克隆函数均匀性与独特性不够理想的问题,提出一种可调可重构的环形振荡器物理不可克隆函数设计.该设计包含可重构环形振荡器模块、整合器模块和裁决器模块.可重构环形振荡器模块由多个独立且具有相同设计的可重构环形振荡器-计数器组构成,芯片各部分的工艺偏差由计数器的数值反映;整合器模块通过将多个计数器数值进行排序并依次作差,以减弱芯片固有时延对物理不可克隆函数均匀性与独特性的不良影响;裁决器模块经预先设计阈值后,对整合器模块产生的差值进行裁决,产生最终响应.在Xilinx Zynq-7000 Soc ZC702 FPGA实现上述可调可重构的环形振荡器物理不可克隆函数,实验结果表明,均匀性的平均值为49.36%,独特性的平均值为47.07%,均趋于50%的理想值,取得了令人满意的效果.