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关键词： TOF-PET   全局时钟   能量采集   时间提取  

摘要： 飞行时间技术(TOF)的应用显著的提高了PET系统输出图像的信噪比,但同时也对电子学系统的测量性能提出了更高的要求。前端电子系统是连接探测器与图像输出的桥梁,较大程度上影响了系统的整体分辨能力。本文从前端电子系统采集的角度出发,以优化现有系统的时间分辨性能与能量分辨性能为目的,分析TOF技术对前端电子系统的设计需求,并对其进行实施与测试。结果表明设计得到的全局时钟抖动小于10ps;基于JESD204B协议的ADC采集方案可以使目前的PET系统能量分辨率低于12%;基于CFD和FPGA-TDC的时间测量技术可以使时间分辨率达到100ps,满足系统预期设计需求。

关键词： 创新创业   校企协作   电子系统设计  

摘要： 在研究国内外创新创业教育发展现状基础上,对电子信息类专业创新创业能力培养体系进行了研究,建立了校企协作贯通大学4年的电子系统设计能力和创新创业能力培养体系。以项目、案例为核心,科学设计各年级教学内容;以实践为基础,设计具有针对性的教学方法和手段;通过校企协作、优势互补,把创新创业能力培养落到实处。

关键词： 模块化   电子系统设计   实验平台  

摘要： 从目前电子系统设计课程实验现状分析,总结现有实验教学方式的不足之处,介绍了电子系统设计实验平台的设计思想及组成部分。利用模块化实验平台可重构、扩展、升级,满足了多层次实验教学需求,有利于培养系统设计理念,提升综合设计能力及创新精神。

关键词： 挑战性实验   电子系统设计   创新能力培养  

摘要： 挑战性实验在高校实验体系中处于较高的层次,其对培养学生创新意识及能力有非常重要的作用。由于没有固定的题目,没有标准答案,也没有现成的实验方案,因此,挑战性实验既是对学生能力的挑战,也是对教师自身素质的挑战。为达到培养学生创新能力的目的,课程组从实验题目设计、实验流程设计、教学方法、考核方式等方面进行了设计与实践。初步结果表明,实验达到了既定的教学目标,并获得了学生的认可。

关键词： 挑战性课程   项目式   电子系统   实践课程  

摘要： 工程实践与实验实践教学存在很大的区别,如果在教学过程中忽视这样的区别,必将造成教学与实践的脱节,这对于实践教学,特别是工程实践教学会产生很大的负面影响。"挑战性"课程教学方案设计的核心思想是以学生为中心,以兴趣为引导,以自我挑战为目标。本文结合工程实践与挑战性课程教学特点,设计基于项目式的电子系统设计实践课程教学方案,通过课程教学中达到激发学生学习兴趣、拓展学生知识面、提高学生解决实际复杂电子信息工程问题能力的目的。

关键词： 挑战性课程   电子系统设计   能力培养   教学设计  

摘要： "电子系统设计与实现"是电子科技大学示范性微电子学院面向本科高年级学生开设的一门挑战性实验课程。为了达到拓展集成电路设计专业学生电子系统设计概念,培养学生综合应用知识解决问题、探索创新、沟通合作等多种能力这一教学目标,该文从实验题目开发、课程组织实施、教学方案设计、考核方式改进等方面进行了一系列积极的研究探索及教学实践。结果表明,该课程达到了较好的教学效果,并获得了学生们的高度认可。

关键词： 综合电子系统   ARINC653   分区式实时操作系统   天脉2  

摘要： 符合ARINC653的嵌入式分区实时操作系统,有效地解决了嵌入式电子系统在综合化后多应用间的资源共享问题,从而得到了广泛的应用。文章以天脉2操作系统为例,描述了分区操作系统的基本架构和主要功能,并在其上设计和实现了弹载综合化演示系统,为后续进一步应用奠定了基础。

关键词： CDIO   创新方法   课堂实践   改革与创新  

摘要： 为了让电子信息工程专业学生更好地掌握电子系统设计类课程,从课程特点出发,结合TRIZ创新方法和CDIO理念,以课程内容改革、教学方法创新等几个方面为突破口,在教学中提出分层次、分阶段的项目驱动的方式。以团队协作为基础,以具体应用为导向,将贯穿项目开发全过程的实践教学模式作为课程改革的主要方向,让学生在学、做、乐、赛的过程中,实现有效技能的培养。

关键词： 动物机器人   神经电刺激   行为控制模型   神经电刺激专用芯片  

摘要： 机器人鸽是以活体鸽子为本体,其运动行为可通过神经电刺激控制的动物机器人。与传统的机器人不同,动物机器人依靠动物自身视、听及感觉能力感知周围环境,依靠自身体能运动,具有高度的智能和卓越的运动能力。机器人鸽运动速度快,活动范围大,在空中搜救或侦查等方面具有潜在的应用价值,研究意义重大。本文在深入研究神经电刺激的基础上,详细讨论了动物机器人行为控制模型的研究方法,设计了动物机器人神经电刺激的电路和系统,并通过实验室环境中的机器人鸽行为控制实验验证了上述方法和系统的有效性。进一步地,开展了自由空间环境中机器人鸽飞行控制的方法研究和实验验证。并详细讨论了神经电刺激专用芯片的设计方法,完成了专用芯片的版图设计和仿真验证。本文提出了“交叉验证-同源移植”的动物机器人行为控制模型的研究方法,成功探索出高效的动物机器人行为控制模型-“虚拟恐惧”行为控制模型,并通过机器人鸽行为控制实验证明了该行为模型的有效性。与先前的“虚拟奖赏”行为控制模型相比,基于本模型的动物机器人无需预先训练即可具有运动行为的人工调控功能,具有更高的效率。本文提出了多模式神经电刺激方法,设计了多模式神经刺激电路和系统,并通过实验测试和实验数据分析,探索出优化设计方法,提高了系统的输出精度。基于上述系统开展机器人鸽行为控制实验研究:首先在单一固定刺激模式下分别实验验证本文所提出的三种刺激模式的有效性。其次开展了在三种刺激模式下随机变换输出的机器人鸽行为控制实验研究。最后对比分析单一刺激和随机刺激的实验结果。对比结果表明随机变换的刺激模式比单一固定的刺激模式对机器人鸽具有更稳定的控制效果,变化的刺激在一定程度上缓解了神经系统由单一稳定刺激所导致的适应性。本文提出了自由空间环境中机器人鸽飞行控制实验的研究方法,设计了可同步记录GPS位置信息和刺激参数的神经刺激电路与系统,进一步地探索出基于卡尔曼滤波的数据处理方法。实验结果表明基于卡尔曼滤波处理后的数据所形成的轨迹线更符合被测目标的运动趋势,验证了该方法在滤除GPS定位干扰方面的有效性,进而实现了机器人鸽飞行方位角和转向角的精确估计。结合本文所提出的自由空间环境中机器人鸽飞行控制实验范式和基于飞行轨迹的控制性能分析方法,得到刺激参数与方位角和转向角的对应关系,实现了机器人鸽飞行控制性能的量化评估,从而探索出自由空间环境中机器人鸽飞行控制的量化研究方法。本文讨论了可植入神经电刺激专用芯片的研究方法,根据动物机器人神经电刺激的特性,设计了神经电刺激专用芯片的框架,进一步完成了各模块的设计和基于FPGA的功能验证。并基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,利用Cadence,Synopsys,Calibre等EDA工具完成了神经电刺激专用芯片的版图设计和仿真验证。本课题属于多学科交叉研究,本文致力于动物机器人的神经刺激电路与系统的设计及实验研究。得到以下研究结果:本文所提出的“交叉验证-同源移植”研究方法提高了动物机器人研究的效率;本文所设计的多模式神经刺激电路与系统实现了更稳定的动物机器人行为控制效果;本文所提出了用于自由空间环境中的机器人鸽飞行控制的实验范式和基于卡尔曼滤波的数据处理方法,实现了自由空间环境中机器人鸽飞行控制的精确估计和量化研究;基于TSMC 0.18μm CMOS工艺设计了可植入式神经电刺激专用芯片的版图,完成了仿真验证,为外置式刺激器所带来的接口脱落问题提供可行解决方案。上述研究结果将有利用于推动动物机器人的实用化研究进展,同时也可为神经电刺激相关的其它研究提供借鉴。