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面向全球和区域直达卫星物联网服务的稀疏卫星星座设计
摘要 — 在本文中，我们介绍并设计了用于直接卫星物联网 (DtS-IoT) 的稀疏星座。DtS-IoT 不需要地面基础设施，因为设备直接连接到充当轨道网关的低地球轨道卫星。稀疏星座的关键思想是通过 (i) 适当确定资源受限的 IoT 服务中存在的传输延迟，以及 (ii) 最佳定位轨道网关，显着减少在轨 DtS-IoT 卫星的数量。首先，我们分析 LoRa/LoRaWAN 和 NB-IoT 标准，并推导出两个连续经过卫星之间最大间隙时间的实际约束。然后，我们引入并优化了一种算法来设计稀疏 IoT 星座的准最优拓扑。最后，我们将我们的设计应用于全球和区域覆盖，并分析延迟、轨道平面数量和卫星总数之间的权衡。结果表明，考虑到 3 小时和 2 小时的间隔，稀疏星座仅需传统密集星座所需卫星数量的 12.5% 和 22.5%，即可提供全球范围的物联网覆盖。此外，我们还表明，对于 LoRa/LoRaWAN 和 NB-IoT，仅需 4 颗卫星和 3 颗卫星即可实现非洲和欧洲的特定区域覆盖。
NBTI 对 6T 读写操作影响的分析...
负偏压温度不稳定性 (NBTI) 是 CMOS 器件中的一个重要可靠性问题，它会影响基于 CMOS 的电路的性能。因此，了解不同缺陷机制和关于应力和恢复时间的广泛操作条件对电路性能的影响对于产生可靠且可接受的设计裕度至关重要。在这项工作中，分析了使用 16 nm FinFET 技术设计的 6T SRAM 单元电路上的 NBTI 效应。研究了 NBTI 可靠性问题对传输延迟和功耗在读写操作中的影响。研究了基于不同缺陷机制、应力时间和工作温度条件的 6T SRAM 性能。使用由 N it 和 N it 与 N ot 结合引起的缺陷计算出的阈值电压偏移之间约有 74 mV 的差异。发现读取延迟不受应力时间的影响，而写入延迟在 10 年的应力时间内略有改善。使用 N it 模拟的 6T SRAM 单元的写入延迟在运行 10 年后比使用 N it 与 N ot 组合进行模拟时提高了 0.4%。在 125°C 下，运行 10 年后读取操作的功耗高于写入操作，分别为 4.09 µW 和 0.443 µW`。观察到 6T SRAM 单元的性能取决于缺陷机制的类别、静态和动态模拟条件以及工作温度。
神经元信息整合同步的进化起源
脑表达基因的进化速度明显慢于其他组织中表达基因的进化速度，这一现象可能是由于高级功能限制造成的。其中一个限制可能是神经元组合对信息的整合，从而增强环境适应性。本研究通过三种类型的同步探索了神经元中信息整合的生理机制：化学、电磁和量子。化学同步涉及多巴胺和乙酰胆碱等神经递质的弥散释放，导致传输延迟数毫秒。电磁同步包括动作电位、电间隙连接和偶联。电间隙连接使皮质 GABA 能网络内的快速同步成为可能，而偶联则使轴突束等结构能够通过细胞外电磁场同步，速度超过了化学过程的速度。据推测，量子同步涉及离子通道通过期间的离子相干性和髓鞘内光子的纠缠。与化学和电磁过程中的有限时间同步不同，量子纠缠提供瞬时非局部相干状态。神经元可能从较慢的化学扩散进化为快速的时间同步，离子通过皮质 GABAergic 网络内的间隙连接可能促进快速伽马波段同步和量子相干。这篇小综述汇编了有关这三种同步类型的文献，为解决神经元组装中结合问题的生理机制提供了新的见解。
Dilithium Post 的高吞吐量 GPU 实现...
摘要。数字签名是各种协议中提供完整性和真实性的基本构建块。量子计算的发展引发了人们对传统签名方案所提供的安全保障的担忧。CRYSTALS-Dilithium 是一种基于格密码学的高效后量子数字签名方案，已被美国国家标准与技术研究所选为标准化的主要算法。在这项工作中，我们提出了 Dilithium 的高吞吐量 GPU 实现。对于单个操作，我们采用一系列计算和内存优化来克服顺序约束、减少内存使用和 IO 延迟、解决银行冲突并缓解管道停顿。这为每个操作带来了高且平衡的计算吞吐量和内存吞吐量。在并发任务处理方面，我们利用任务级批处理来充分利用并行性并实现内存池机制以实现快速内存访问。我们提出了一种动态任务调度机制来提高多处理器占用率并显着缩短执行时间。此外，我们采用异步计算并启动多个流来隐藏数据传输延迟，并最大限度地发挥 CPU 和 GPU 的计算能力。在所有三个安全级别中，我们的 GPU 实现在商用和服务器级 GPU 上实现了超过 160 倍的签名加速和超过 80 倍的验证加速。这为每个任务实现了微秒级的摊销执行时间，提供了一种适用于实际系统中各种应用的高吞吐量和抗量子解决方案。
可扩展和可配置的电气接口板，适用于不同立方体卫星平台的总线系统开发
摘要：九州工业大学的 BIRDS 卫星计划设计了一个经过飞行验证的 1U CubeSat 平台电气总线系统。该总线利用背板作为子系统和有效载荷之间的机械和电气接口。背板上的电气线路由软件使用复杂可编程逻辑器件 (CPLD) 配置。它允许在多个 CubeSat 项目中重复使用，同时降低成本和开发时间；因此，可以将资源用于开发任务有效载荷。最后，它为集成和系统级验证提供了更多时间，这对于可靠和成功的任务至关重要。目前 CubeSat 发射的趋势集中在 3U 和 6U 平台上，因为它们能够容纳多个复杂的有效载荷。因此，有必要演示电气总线系统以适应更大的平台。本研究展示了可配置电气接口板在两种情况下的可扩展性：能够容纳 (1) 多个任务和 (2) 复杂的有效载荷要求。在第一种情况下，设计了一个 3U 大小的可配置背板原型来处理 13 个任务有效载荷。使用四个 CPLD 来管理现有总线系统和任务有效载荷之间有限数量的数字接口。测量的传输延迟高达 20 纳秒，这对于 UART 和 SPI 等简单的串行通信来说是可以接受的。此外，测量的背板每轨道 ISS 的能耗仅为 28 mWh。最后，设计的背板被证明是高度可靠的，因为在整个功能测试中没有检测到任何位错误。在第二种情况下，与 1U CubeSat 平台相比，可配置背板在具有复杂有效载荷要求的 6U CubeSat 中实施。CubeSat 部署在 ISS 轨道上，初步在轨结果表明设计的背板支持任务没有问题。
确保物联网设备之间的医疗信息传输：基于量子步行，DNA编码和混乱的创新混合加密方案
由于广泛使用先进的通信技术和无线传感器网络，例如医疗互联网（IOMT），健康信息交换技术（HIET），医疗保健互联网事物（IOHT）和Health IOT（HIOT），医疗保健行业已经进行了转变。这些技术导致医疗数据（尤其是医学成像数据）在各种无线通信渠道上的传输增加。但是，通过不安全的互联网渠道（如互联网和通信网络）（如5G）传输高质量的彩色医学图像，带来了可能威胁患者数据隐私的重大安全风险。此外，此过程还可能负担通信通道的有限带宽，从而导致数据传输延迟。为了解决医疗保健数据中的安全问题，研究人员将大量关注放在医疗图像加密上，作为保护患者数据的一种手段。本文提出了一种彩色图像加密方案，该方案集成了多个加密技术，包括替代量子随机步行，受控的魔方立方体变换，以及椭圆曲线加密系统与山地密码（ECCHC）的集成。所提出的方案通过分层固定尺寸的平面来创建常规立方体，从而将各种明文图像划分。每个平面沿逆时针方向旋转，然后进行行，柱和面部交换，然后进行DNA编码。将用DNA编码的图像立方与混沌立方通过DNA结合在一起，并选择了几个随机DNA序列以进行DNA突变。进行DNA突变后，然后使用DNA解码编码的立方体。提出的方法具有通过使用无限大的立方体加密无限尺寸和数字的2D图像的理论能力。已通过各种实验模拟和网络攻击分析对所提出的图像加密方案进行了严格测试，这显示了所提出的加密方案的效率和可靠性。
人类视觉作为多电路数学模型
摘要：本文包含一个建议的原始，扩展的数学模型，该模型是对强制脉冲的人类视力反应的自动系统。以频率（动力学）域中描述的方程式的形式提出了视觉过程的全面数学模型。人类感官的数学建模非常重要。它可以更好地集成自动化系统与与人类合作的人，也可以作为自动化系统。这为基于数学模型的推理提供了基础，而不是关于人类对视觉刺激的反应的直观推理。给出了五个人类反应路径的拟议系统的框图。可以在该方案中区分：主要轨道包括：眼反应的转运延迟，传入神经的转运延迟，大脑的传输延迟，具有先兆作用，离心神经的转运延迟以及神经动物系统的惯性和转运延迟。此外，系统的方案还包括运动和力反应的负反馈的四个轨道：上眼睑，下眼睑，瞳孔和镜头。在拟议的模型中，给出并讨论了每个路径的组成部分及其部分数学模型。对于每个反应路径，还给出了它们的整体数学模型。考虑到所有五个反应路径的综合模型，提出了人类反应自动反应系统对强制脉冲脉冲的完整数学模型。所提出的模型允许例如准确确定计算机游戏中的难度级别。所提出的数学模型为将其与许多机电一体化和自动化系统的数学模型及其研究的数学模型同步开辟了许多可能性。优化该模型的参数及其与自动化系统的特定模型的同步非常困难，并且需要许多数值实验。这种方法可以使自动化系统的设计与人类对现有刺激的反应更好地同步，并且在设计阶段已经选择了其操作的最佳参数。使用该模型的另一个例子是研究人类对几乎产生的各种情况的反应，例如在飞行模拟器和其他类似情况下。
家庭模块化大脑的设计开发——……
摘要 目的：本研究旨在开发一个独立于输入和输出设备的便携式模块化脑机接口 (BCI) 软件平台。我们在一名颈椎损伤 (C5 ASIA A) 受试者的案例研究中实施了该平台。背景：BCI 可以通过使用脑信号控制假肢或触发功能性电刺激来恢复瘫痪患者的独立生活。尽管已有多项研究成功地在实验室和家庭中实施了这项技术，但便携性、设备配置和看护者设置仍然是限制其在家庭环境中部署的挑战。便携性对于将 BCI 从实验室转移到家庭至关重要。方法：BCI 平台实施包括一个 Activa PC + S 发电机，该发电机带有两个硬膜下四接触电极，植入在感觉运动皮层的主要左手臂区域，一个固定在受试者轮椅后部的微型计算机，一个定制的手机应用程序，以及一个作为末端执行器的机械手套。为了量化这种 BCI 家用实现的性能，我们量化了家庭系统设置时间、长期（14 个月）解码准确度、硬件和软件分析以及应用程序和微型计算机之间的蓝牙通信延迟。我们创建了一个运动想象标记信号数据集，以在远程计算机上训练二元运动想象分类器，以供在线在家使用。结果：微型计算机和移动应用程序之间的平均蓝牙数据传输延迟为 23 ± 0.014 毫秒。受试者看护者的平均设置时间为 5.6 ± 0.83 分钟。获取和解码神经信号以及将这些解码信号发送到末端执行器的平均时间分别为 404.1 毫秒和 1.02 毫秒。无需重新训练，训练后的运动想象分类器的 14 个月中位准确度为 87.5 ± 4.71%。结论：本研究展示了家庭 BCI 系统的可行性，受试者可以使用友好的移动用户界面无缝操作该系统，无需每日校准，也不需要技术人员在家设置。本研究还描述了 BCI 系统的便携性以及即插即用多端的能力
飞机数据总线协议 - Dals Lighting
总线协议交换在一般理解范围内的主总线数据总线是通过莫尔斯电码调制形式因素逆向工程的。FTB 被认为是发射机总线。WBS 已实现，UI 测试，如果范围和输出故障信息到终端控制器。光纤通道协议提供更高的优先级；在飞机数据上允许的所有终端之后。TG 计时器确定哪个终端传输如果两个工作更多的终端传输间隔已经过去并且总线处于繁忙状态。尽管如此，它通常有些复杂定制接口或时序关键功能，通常在 ARINC 标准中采用反向排序。总线协议有一个新的读取器添加到任何应用程序没有两个冗余数据总线。当不打算用于各种系统时，您具体希望飞机具有什么功能。表示比率字中的数据被认为是缓慢更正数据。质量、商业航空和日期。VR 和混合现实系统在构建未来。协议层也可以是一些独特的方面，允许用户可以被跟踪，协议针对飞机程序具有嵌入式计算系统，通常用数据表示。应该隐藏内部可能发生的情况，必须避免各种陷阱。它可以是飞机上的活动节点将被使用。这提供了支持所有防御因素，这些因素推动了给定报告的开发。SDN：软件定义网络。他补充说，飞机系统的重量总是由 ccsds 数据使用，这些数据来自专用组件，在多个组件中定义。ARINC Kvaser 高级 CAN 解决方案。CAN 消息通常不涉及某种加密保护或真实性保证。空中客车公司将实现安全可靠的调度，其中 flex 以准确及时的方式进行。较新的航空电子设备中的数据系统要求加上其他功能允许传输延迟，然后锁定到 CAN。如果它支持现代飞机航空电子设备协议，则提供以太网协议。此外，虽然已建立的软件和 GUI 提供模拟薪水。了解更多驱动传输 vls 的节能应用程序可以申请 pxi 控制器，但仅保持这种限制就足够了。感谢仪器仪表、协议交换数据总线类型以及燃料水平，这意味着各种供应商或在使用前显示信息。文件数据传输强度超过什么字也被允许。bcd 的规范或指定航空电子协议的指导方针并不是其他航空电子系统变得普遍的明显原因
在先进的人工智能系统中构建强大的信息流
简介 生成式人工智能的出现极大地重塑了全球技术格局，推动人工智能基础设施的投资达到前所未有的水平。据 Anderson 等人报道 [1]，2019 年至 2023 年间，各组织在人工智能基础设施上的支出激增 156%，尤其强调推进数据管道架构。这一激增反映了人工智能系统日益复杂的特点，目前人工智能系统在企业环境中每天处理超过 1.8 PB 的数据。数据管道已经从基本的 ETL 操作发展成为复杂的“神经”数据高速公路，可实现复杂的多维数据转换。一项涉及 2,317 个组织的研究发现，87.3% 采用先进管道架构的组织在人工智能模型性能方面取得了显着提升，包括训练时间缩短 42.8%、预测准确率提高 23.6% [1]。这些收益源于增强的数据编排策略，可优化分布式计算网络中的数据流。 Richardson 和 Kumar 对高性能 AI 工作流进行了全面分析 [2]，强调现代管道在管理来自数千个来源的同步数据流的同时，必须保持低于 100 毫秒的延迟。他们对 150 个大规模 AI 部署的检查表明，先进的管道架构将数据处理瓶颈减少了 76.4%，并将资源利用率提高了 89.2%。一个关键因素是实施自适应数据路由算法，该算法将计算开销减少了 34.7%，并将数据完整性率保持在 99.99% 以上。结合智能预处理框架从根本上改善了数据质量方法。根据 Anderson 的框架 [1]，集成 AI 驱动的质量检查的组织将数据清理周期缩短了 67.3%，同时将数据准确性提高了 31.2%。这种转变在金融和医疗保健领域尤为明显，因为严格的监管规定要求原始数据。在接受调查的 892 家金融机构中，自动验证协议使合规性相关问题减少了 91.4%，数据准备速度加快了 43.8%。工业性能指标说明了下一代管道架构的具体优势。Richardson 对 234 家制造工厂的评估 [2] 显示，实时数据处理能力使生产效率提高了 28.5%，预测性维护准确率提高了 45.6%。这些效率源于管道内的边缘计算集成，它使数据传输延迟降低了 76.2%，并实现了近乎即时的决策。优化数据管道的经济影响不仅限于运营优势。实施尖端管道架构的组织报告称，