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关键词： 精简指令集架构-第五代(RISC-V)   引信处理器   嵌入式系统   软硬件协同设计  

摘要： 针对引信嵌入式处理器在高实时性、小型化及高可靠性约束下存在体系结构适配不足与开发效率偏低的问题，本研究提出一种基于精简指令集架构-第五代(RISC-V)的软硬件协同设计技术，围绕处理器架构定制、功能模块划分与接口机制构建开展设计。在方法层建立软硬件任务划分与协同开发流程，实现层完成指令裁剪、自定义指令扩展及模块化集成，并构建嵌入式软件运行模型与测试体系。结果表明：所设计的处理器在资源占用、执行效率与系统稳定性方面满足引信应用需求，提升了系统集成度与开发效率，为专用嵌入式处理器设计提供了可行的技术路径。

关键词： 激光雷达视觉协同   信息熵   嵌入式系统   主动视觉   基于熵的决策  

摘要： 针对嵌入式平台计算资源受限与有限视场下的最优目标主动跟踪问题，提出一种信息熵驱动的嵌入式雷达视觉协同感知方法。研究采用双轴云台相机与单线激光雷达协同工作，通过激光雷达引导相机实现广域目标搜索与最优目标保持。引入香农熵作为跨模态信息价值统一度量，建立视觉与雷达双熵协同决策模型。针对视觉检测置信度表达单一的问题，提出优化置信度与二元熵融合的评估方法；针对雷达点云特征差异，构建基于主成分分析的无监督熵建模策略，实现多维特征自适应加权。通过分位值映射完成双模态熵值对齐，驱动舵机执行目标判别与视野切换。实验结果表明，该方法相比纯雷达检测与雷达视觉融合方法，能耗分别降低85.9%和97.2%，同时保持230°视场内的稳定跟踪性能。研究验证了信息熵驱动主动感知在资源受限系统中的有效性，为低功耗无人系统提供具备盲区补偿能力的智能感知方案。

关键词： 列表调度   节能调度   实时   多处理器平台   有向无环图  

摘要： 嵌入式多核实时系统面临日益增长的计算压力，能耗问题随之加剧。系统中的任务必须在严格满足截止期限、处理器资源有限与任务之间的依赖关系三重约束的条件下，实现整体能耗优化。针对现有节能调度算法在频率调整决策中，未能充分利用松弛时间对节能收益较高的任务进行降频，节能效果可以进一步提升的问题，研究提出一种基于列表调度的启发式算法——多处理器节能并行调度算法（Multiprocessor Energy-Efficient Parallel Scheduler，MEPS）。该算法以动态能耗对频率的导数作为降频依据，在每次迭代中选择节能收益较高的任务进行降频并重新执行调度，直至调度长度超出截止期限，以将有限的松弛时间优先分配给节能收益较高的任务从而提高整体节能效果。实验结果表明，在相同条件下MEPS相比其他基线算法可节省2%以上的能耗；同时消融实验也验证了以动态能耗导数为降频依据的有效性。MEPS能够在满足多个实时约束的前提下降低系统能耗，为嵌入式实时系统设计的能耗问题提供有效解决方案。

关键词： 继电保护   嵌入式直流系统   故障特征分析   保护适应性   方向元件   距离元件  

摘要： 嵌入式直流系统存在单回线运行工况，当电网发生故障时，受制于直流系统故障特征，交流线路保护存在适应性问题。当前直流系统故障特征研究大多基于理论分析和PSCAD仿真，对保护性能的评估多针对场站侧，存在分析偏理论化且未考虑系统侧保护性能的问题。基于江苏省嵌入式直流工程，结合半实物仿真装置和实际工程参数，推导了直流系统整流侧和逆变侧在不同故障场景下的电气量特征及等值序阻抗特性，并基于此对纵联保护、测距式/正序电压极化距离保护等线路保护的适应性进行了评估，对方向元件和距离元件提出了改进方案，RTDS仿真结果验证了保护适应性评估和改进方案的有效性。

关键词： 深度学习   嵌入式系统   图像识别   硬件架构   低功耗设计  

摘要： 随着深度学习算法的快速迭代与落地应用，嵌入式图像识别系统逐步向高算力、低功耗、小型化、实时化方向升级演进。嵌入式硬件作为图像识别算法落地的物理载体，其架构合理性、部件适配性与性能优化水平直接决定系统识别精度与实时运行能力。本文以深度学习驱动的嵌入式图像识别硬件系统为研究对象，从硬件架构设计、核心器件选型、系统性能优化三个维度开展系统性研究。通过剖析深度学习模型对嵌入式硬件的算力、存储、功耗与实时性约束要求，梳理处理单元、存储体系、图像采集单元的协同设计逻辑，总结算力提升、低功耗控制、性能评估的关键技术路径，为轻量化、高性能嵌入式图像识别硬件的工程化设计与迭代优化提供理论依据与技术参考。

关键词： SC理念   大学生   嵌入式系统   认知结构   教学干预  

摘要： 本文聚焦SC（以学生为中心）理念下嵌入式系统认知教学，剖析大学生嵌入式系统认知现状，深入探究其认知发展规律，并结合认知特征开展教学改革设计与实践。研究认为，大学生嵌入式系统认知的主要障碍包括抽象概念认知、实践应用转化与系统思维培养三个方面，认知负荷的调控直接影响其学习成效与知识迁移能力。重构科学化教学内容体系、打造混合式教学模式、优化递进式教学实践流程、完善多元化教学评价机制，可有效提升大学生学习质量与工程实践能力，为嵌入式系统认知教学高质量开展提供理论支撑与实践参考。

关键词： 抗量子计算   密码技术   信息安全   电力系统  

摘要： 随着量子计算技术的迅猛发展，传统密码系统安全性正面临前所未有的严峻挑战。量子计算的强大算力使得基于大数分解和离散对数难题的RSA和ECC等传统公钥密码算法可能被Shor算法快速破解，同时量子计算也会显著降低对称密码算法的安全性。而电力系统作为国家能源供给基础设置，在后量子时代面临急迫的量子计算威胁。文中首先系统梳理几类主流的抗量子密码技术，包括基于格的密码学、基于哈希的签名算法、多变量公钥密码学和基于编码的密码学等，并对其实用性进行了分析。然后从身份认证、数据防篡改、数据传输加密、数据管理等多个方面分析电力系统中的密码应用现状。其次针对电力系统的特征，对后量子时代电力系统的面临的特有量子计算威胁进行分析。最后讨论了电力系统实施抗量子算法面临的挑战，如算法性能开销、密钥长度增加、现有设备升级改造以及标准规范建设等问题，并提出了相应的解决方案，并展望了未来发展趋势。研究表明，提前布局抗量子密码技术是保障未来电力系统信息安全的紧迫任务，需在技术、成本和标准等方面进行综合考虑和规划。

关键词： 测量机器人   自动化监测   数据采集   整体平差   嵌入式系统   变形监测  

摘要： [目的]为解决自动化变形监测中测量机器人缺乏端侧计算能力、监测受网络制约及监测终端成本较高等痛点，本文自主设计研发了一套自动化监测数据采集与处理系统。[方法]该系统设计并实现测量机器人监测数据的远程采集与处理；建立基于原始观测值的精简化整体平差模型以及三级目标失准补偿机制；采用9位位掩码编码方法实现9项报警条件的高效压缩与传输；设计双层数据库架构实现多项目数据隔离与动态路由。[结果]在青岛某地铁线路中完成4个周期实测验证，成功实现5个基准点与37个监测点的自动化监测，终端硬件成本大幅降低。[结论]该系统实现了监测业务从数据采集、平差解算到预警输出的全流程自动化，在边缘计算、数据补偿、报警编码等方面具有显著优势。

关键词： 空压机   振动信号采集   FFT   小波包能量熵   故障诊断   嵌入式系统  

摘要： 针对铁路机车制动系统空压机运行过程中振动信号实时采集精度不足、复杂工况下故障特征提取困难等问题，设计一套空压机振动信号采集与分析系统。系统以STM32F407为核心控制器，构建了由振动传感器、信号调理电路、数据采集模块及通信模块组成的嵌入式采集平台，实现空压机振动信号的多通道实时采集与分析。在软件设计方面，采用直接内存访问与定时器协同方式实现高速连续采样，引入改进小波阈值算法对非平稳振动信号进行去噪，并结合快速傅里叶变换和小波包能量熵提取时频特征，实现空压机运行状态识别与故障特征分析。经实验验证，相较传统频域分析方法，改进算法能够有效提高振动信号信噪比，增强故障特征可分辨性，小波包能量熵由0.415提升至0.691，可准确反映故障状态变化。研究结果表明，该系统具有采集精度高、实时性强、运行稳定等特点，可为铁路机车空压机状态监测与预测性维护提供可靠的技术支撑。

关键词： 嵌入式直流系统   换相失败   电压交互影响   故障类型   特性分析  

摘要： 送受端换流站接入同一区域电网形成的嵌入式直流系统，其送受端交互影响显著增强，现有基于单端电压暂态特性的换相失败机理难以准确解释其故障恢复阶段的暂态特征。针对这一问题，本文开展送受端交互影响下嵌入式直流系统换相失败特性分析。首先，推导嵌入式直流系统关断角表达式，阐明送受端电压对关断角的耦合作用是嵌入式直流系统区别于传统跨区直流系统的重要特征，并在此基础上提出电压交互影响因子以量化评估送受端电压交互影响程度。然后，通过构建直流电流变化率表达式并结合嵌入式直流系统形态特征，揭示送受端电压同步变化特性在受端故障恢复阶段对直流电流恢复产生抑制作用，逆变站长时间处于定电流控制状态，并在控制器切换时超前触发角裕度不足，从而引发换相失败。最后，通过电磁暂态仿真验证了所提分析结论的合理性。