基于Jetson TX2处理器的星载操作系统设计与验证

面向高可靠、高性能、生态优良、自主可控的星载操作系统需求,文章基于英伟达人工智能升级版(Jetson TX2)处理器对Linux操作系统进行了空间环境下可靠启动、高速数据传输、智能应用框架的改进设计。在可靠启动方面,设计了Linux内核和文件系统4份冗余结构,实现了操作系统的可靠启动和数据自主恢复策略。在高速数据传输方面,开展了高速串行传输接口(PCIE)数据传输的双缓冲区设计,改进了高速接口数据的传输性能。在好用易用方面,设计了智能应用管理框架,实现了App上注及App全生命周期管理模式。经过在Jetson TX2硬件平台测试验证,结果表明：改进后的星载操作系统支持内核、文件系统故障情况的可靠启动及主动恢复,PCIE高速数据传输速率大幅提升,智能应用管理支持128种不同功能App上注及加载运行,可为天基高速计算系统应用设计提供参考。     

共享Cache分区在机载系统中的应用研究

多核技术以其性能高、功耗低、通信延迟小等优点已成为机载嵌入式领域的新选择。共享Cache作为多核处理器一个重要的共享资源,严重影响着机载系统的确定性。对基于容量划分的共享Cache分区技术和基于Cache行划分的共享Cache技术进行介绍,以T2081多核处理器为例,对其共享Cache进行基于Cache行划分的分区设计。在应用层模拟了4个分区,每个分区分配相同数量的Cache行,通过不断调整各个分区的访存数据量,测试Cache分区和Cache共享两种模式对系统确定性的影响,并对测试结果进行对比分析。     

嵌入式数字信号并行处理技术研究

推动嵌入式数字信号并行处理技术发展主要涉及三个领域的技术:处理器技术、系统的拓扑结构和互连协议。对三项关键技术相关领域技术发展的内容、技术优缺点、技术应用和发展趋势进行了分析。以此为基础,提出了某嵌入式数字信号并行处理模块的设计实现方案。系统具有高速信号处理能力、高速数据传输能力、互连拓扑结构灵活、易扩展、支持容错/重构等特性。     

基于朝向约束和重识别特征的目标轨迹关联方法

基于检测关联和深度学习的目标轨迹关联方法是计算机视觉领域的研究热点之一,但现有方法设计中缺乏有效的时空约束,且目标表观特征泛化能力不足,在目标朝向差异明显的情况下会发生识别错误,在目标轨迹关联时会导致频繁的ID切换和错误关联。针对该问题,提出了一种基于朝向约束和重识别特征的目标轨迹关联方法。将行人朝向判别引入行人重识别中,提出了一种具有朝向约束力的行人重识别网络模型,提升了目标特征的表示能力。结合目标朝向、卡尔曼滤波得到的位置信息、重叠面积等时空特征,提出一种基于朝向约束的分层轨迹关联模型,得到单相机内的目标轨迹。在跨相机场景中,通过引入一种简单有效的双向竞争匹配机制,实现了目标轨迹的有效关联。实验结果表明: 所提方法在MOT数据集上度量指标优于多种方法,能够减少频繁的ID交换,有效解决了相似目标相向而行时的错误关联;帧率达到19.6帧/s,能够满足近实时场景下的使用要求。      

光学捷联基准导航计算机设计与实现

为满足当前光学捷联基准解算精度高、低功耗、小型化的需求,设计了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）和数字信号处理器（DSP）为核心的嵌入式导航计算机。对导航计算机（ENC）硬件设计进行了阐述,并重点研究了导航计算机信息处理模块（MPM）和数据采集通信模块（DCM）的协同使用,充分体现了DSP和FPGA联合使用的优点。其次,研究了基于主惯导航向和计程仪速度组合的Kalman滤波器设计,以解决长时间工作对系统精度的影响。最后,将该导航计算机实际应用于捷联基准中,通过半实物仿真试验,验证了导航计算机硬件方案的可行性和Kalman滤波器设计的合理性。结果表明,基于FPGA和DSP双核的嵌入式导航计算机性能稳定,设计合理,满足光学捷联基准高精度、低功耗的使用要求。     

远地时钟比对数据消噪方法研究

远地时钟比对是利用不同实验室的原子钟建立综合原子时尺度的必要条件,因而实现远地时钟比对的高精度时间传递技术的噪声水平,成为影响原子时性能的主要因素之一。本文主要研究了基于EMD的低通滤波方法,及其在远地时钟比对数据消噪中的应用,并将该方法与Vondrak平滑方法进行比较。结果表明：基于EMD的低通滤波结果明显优于Vondrak平滑结果。     

基于SiP技术的雷达信号处理微系统设计

系统级封装SiP(System in a Package)已成为后摩尔时代延续摩尔定律的主要技术路线,是未来电子装备小型化和多功能化的重要依托,在微纳电子设计和制造领域具有广阔的应用市场和发展前景.介绍了系统级封装技术的发展和应用情况,根据雷达信号处理系统芯片化、集成化、高能效、高可靠的发展需求,探讨了SiP技术在雷达...     

一种基于DSP的高速数据采集与处理系统

介绍了数控磁悬浮轴承的总体结构、模数（Ａ／Ｄ）转换电路、数模（Ｄ／Ａ）转换电路及等待电路的设计方法,给出了上述三种电路的原理图,并且介绍了Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ连调的方法,给出了调试Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ的有关程序,实验证明;所设计的基于ＤＳＰ的硬件和系统,满足了磁悬浮轴承控制性能的要求,如果改变控制对象,仅需发迹ＰＩＤ控制算法中有关参数,即可适应其性能的要求。     

基于时空注意力机制的新冠肺炎疫情预测模型

新冠肺炎疫情持续蔓延给人类社会带来深远影响,准确预测各地区的病毒传播趋势对防控疫情而言至关重要。现有研究主要基于传统的时序预测模型和传染病模型,鲜有考虑疫情地区关联复杂和时序依赖性强的特点,限制了其疫情预测的性能。为此,针对新冠肺炎疫情的预测任务,提出了一种时空注意力驱动的自编码器框架。通过引入空间注意力机制捕捉病毒感染序列间的动态空间关联性,利用时间注意力机制挖掘病毒感染序列中复杂的时序依赖性,以此实现对不同地区的新冠肺炎病毒传播趋势的准确预测。在模型的编码器端,融合空间注意力机制的长短期记忆(LSTM)网络,关联目标地区与其他地区的病毒感染序列,提取该区域近期新冠肺炎疫情的时序特征。在模型的解码器端,将时间注意力机制引入基于LSTM网络的解码器中,通过捕捉病毒感染序列的时序依赖性推测未来的新冠肺炎疫情趋势变化。在多个公开的新冠肺炎疫情数据集上对所提模型进行验证,实验结果表明：所提模型的预测性能超越了LSTM等模型;在公开的欧洲部分国家新冠肺炎疫情数据集上,预测误差指标RMSE和MAE分别降低了22.3%和25.0%,在中国部分省级单位新冠肺炎疫情数据集上,RMSE和MAE分别降低了...     

凸优化算法在有人/无人机协同系统航迹规划中的应用

为更好地发挥多智能体在空战中的优势,以凸优化理论为基础,提出一种有人/无人机协同系统的航迹规划方法。首先,分析协同系统的体系结构和控制流程,建立系统的运动模型。其次,根据协同系统中有人机与无人机的任务特点,分别设计航迹规划器与编队规划器,并在编队规划器中引入协同时空约束条件,进而对两规划器模型进行近似与凸化,利用凸优化算法进行求解。最后,通过对比仿真,验证所提方法的可行性。结果表明,凸优化算法能有效求解航迹规划器与编队规划器的优化模型,并且通过协同时空约束,能有效提高系统的飞行安全性及航迹变换的灵活性。