【翻译笔记】物联网领域论文笔记

文章：

1、Design and performance evaluation of a redundant binary full adder for uniform timing delay

2、Investigation of Uncertainties Associated with Actuation Modeling Error and Sensor Noise on Real

3、Designing Bandwidth-Efficient Stabilizing Control Server

4、A Critique of the IPC-9591 Standard: Performance Parameters for Air Moving Devices

 

1、用于统一时序延迟的一个冗余二进制全加器的设计和性能评估

1.1、摘要

并发性和时间保证对于信息物理系统（cyber-physical system CPS）鲁棒性是至关重要的。由于时序延迟由位宽度和数据决定，传统的二进制加法器不能提供这样的时间保证【要解决的问题】。我们提出了一种冗余二进制全加器【主要对象】的设计以解决这个挑战，同时通过实现0.6μm CMOS技术来进行性能评估。设计由三个模块组成：二进制到符号转换，正正负加法器（plus-plus-minus PPM）和符号到二进制转换。完整的加法器电路使用大师模拟进行功能验证，其时间延迟可以与传统的全加器电路相比。

通过逻辑优化努力，PPM加法器实现了5ns的时间延迟【效果】。这对于任何比特宽度和独立数据都是不变的。这个设计实现了相比一般32位或更高位数全加器电路时间延迟的减少。为应对CPS挑战，本设计提供的统一时间延迟或许是一个有吸引力的解决方案。

1.2、脉络梳理

子系统对于CPS实现设计目标或者找出潜在隐患很重要。>嵌入式系统是嵌入到闭合产品的信息处理系统>算术运算对于计算机的计算是非常重要的，尤其对于嵌入式系统来说更是如此。>我们研究算术运算中的一种：全加器。【包括RCA和CLA】；

RCA中：系统增加时间和位宽增加的宽度呈线性正相关。

CLA中：增加的时间很大程度上是由于（2点）：负载计算的逻辑越来越复杂，和位宽度增加带来的电路复杂性改变。

增加定常时延（与变时延相对）的一个替代方法是应用冗余的二进制表示法（redundant binary representation （RBR）），作为RBR的子集，冗余二进制全加器｛RBFA｝使用冗余标志位数字去实现无负载附加。为了实现任意位宽下恒定时间延迟，我们设计了一个无负载附加的RBFA。

2、实时混合仿真性能的驱动建模误差和传感器噪声之间不确定联系的调查

2.1、摘要

 实时混合模拟（Real time hybrid simulation RTHS）是土木工程结构在实验评估方面的一种非常有前景的信息物理方法。RTHS通过将数值和物理实验子结构分开来模拟高度复杂的土木工程结构。这样可以减少相关的单个测试的成本和时间。数值和实验RTHS子结构必须与高保真在运行时集成【背景】。

近年来，人们在解决进行实物部分的模拟的诸多挑战方面已经取得了许多大的成就，比如液压驱动与控制、磁流变（magneto-rheological）阻尼器、传感器、实现RTHS。然而，系统的和随机的不确定性在物理/实验子结构的开发过程中是不可避免的，而且对仿真结果的质量【面临的问题】有很大的影响。

由于在RTHS中数值和物理子结构之间的相互作用，与物理部分相关联的不确定被放大，同时降低了RTHS结果的质量。相比于振动台测试，我们已经知道混合仿真实验的可靠性取决于实验的不确定性减少的程度。需要进一步的研究来了解和量化物理不确定性的各种来源对仿真结果质量的影响。在本文中，我们研究了两个不可避免的不确定性对RTHS结果质量的影响。

2.2、脉络梳理

I、简介

混合模拟：把要研究的结构分为物理和数值子结构两部分，以研究复杂工程结构动态载荷作用下的动态性能。

不确定性主要通过理想化结构建模引入混合模拟，数值集成方案则用于解决运动方程和实验设置。在混合模拟中的不确定性可以分为两个子类，与数字部分相关的错误和与实验部分相关的错误。这两类分别表示数值和实验的不确定性。

数值的不确定性的来源包括但不限于，结构建模和数值积分方案。（混合模拟中的建模理想化是指连续运动方程的离散化结构模型，这仅仅是离散结构好坏程度的一个动态的近似表示。）在RTHS中，数值部分的响应是使用显示或隐式数值积分方案在对应的一个特定平面和一个时间步长内刺激获得的

混合模拟的结果对于实验错误是非常敏感的，因为这些实验错误在测试之前是无法获知的。为了获得可靠的仿真结果，我们应该抑制实验不确定性的传播。（测量噪声、制动器跟踪误差和时延（包括计算延迟、通信延迟和制动器延迟）是RTHS中实验不确定性（不稳定性）的主要来源。）

II、实时混合仿真构想

为了更好的理解和表达RTHS可靠性结果的实验不确定性的每个来源所造成的影响，一个由单自由度（SDOF：single degree of freedom）数值结构和实验框架组成的简化的混合模拟模型。【介绍模型balabala】……

测量噪声和传动装置跟踪错误仍然是RTHS实验的不确定性和不稳定的主要来源。本研究进行分析和解决RTHS系统中实验不确定性的传播【研究内容】。

III、实验子结构的不确定性

A、测量噪声；B、轻阻尼模式就是RTHS结果中错误增加的原因；

我们推导出了（15），它解释了来自驱动（actuation）模型误差的不确定性在驱动错误识别和噪声测量存在的情况下如何降低RTHS输出结果（y）。

轻阻尼极点在RTHS系统误差传播的过程中扮演着重要的角色。根据这些虚假的极点是否低频或高频，他们将主要被输入的地面加速度或者测量噪声信号所主导。由于对于低频而言，地面加速度相比与测量噪声信号更加有影响力。

IV、仿真结果

……

V、结论

在本研究中，实验不确定性对RTHS结果的可靠性的影响得以证明。测量噪声、制动器跟踪错误和时延是RTHS实验不确定性和不稳定性的主要来源。由于存在制动器识别的不确定性，导致制动器跟踪误差产生虚假的轻阻尼模式。如果这些可以作为（8）中A的轻阻尼特征值参与计算的模型，位于地面激发带宽，RTHS结果的质量会明显下降。

3、设计高效带宽（Bandwidth-Efficient）稳定控制服务器

3.1、摘要

在嵌入式系统或者信息物理系统（cyber-physical systems）中保障控制应用程序的稳定性也许是这些应用程序的alpha和omega实现。然而，与经典的实时系统（这种系统通常把满足时间要求作为最重要的标准）相反，控制应用系统并无主要强调时间的重要性。在控制应用的一个案例中，稳定性被认为是最重要的要求，可以用总延迟这个术语来表示，而且只要系统是稳定的，其他缺点都可以容忍。因此，嵌入式控制系统需要新的设计和分析技术。

在本论文中，这类系统的分析和设计考虑到基于服务器的资源节省机制。雇佣服务器有多方面的优点：（1）提供一个组合框架，（2）规避其他任务的不合理操作，以及（3）系统化的带宽分配。我们提出了一种方法论，可以用于设计高效带宽服务器以提高控制任务的稳定性。

3.2、脉络梳理

4、对IPC-9591标准的批评：空气移动设备的性能参数

 

占位