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半岛彩票羊羽智芯:为市场提供高性能国产安全控制系统芯片

发布时间:2023-09-17 14:09浏览次数: 来源于:网络

  半岛彩票由芯师爷主办的“2023硬核芯”评选活动火热进行中,现以“云展览”的方式为您全方位展示中国芯产品及企业。

  北京羊羽智芯科技有限公司针对新能源及无人驾驶汽车安全控制、无人机及火箭等飞行器安全控制、工业控制安全、计算机及信息系统安全、公共安全、以及其他相关安全领域(核能、金融领域等)对国产高端系统芯片产品的迫切需求,团队完全自主研发高安全、高通量(高算力)、低功耗、智能化、深耦合控制系统芯片颠覆性技术,研制出新一代智能高端嵌入式系统芯片及其智能安全控制应用装备,创新性得到了科技部及工信部等权威机构、多位两院院士、IEEE Fellow及Life Fellow of IEEE等专家的高度认可,一致认为达到了国际领先水平。前期研究成果获国家发明二等奖1项,国家科技进步二等奖1项,省部级自然科学一等奖1项,部优产品奖1项等科技奖励,并于2019和2020年连续获得了“北京市技术发明奖一等奖”2项,正待申报新的国家科学技术奖励。

  尽管公司成立于2021年11月29日,但核心团队成员早在二十多年前就意识到国产安全控制系统芯片的重要性。在负责人王翔教授的带领下,团队多次与北京航空航天大学、北京大学、华中科技大学、中科院计算所、中科院软件所、航天恒星、中科睿芯等单位进行产学研合作,针对传统嵌入式系统芯片安全性差、功耗高,无法满足我国导航/制导/控制系统领域需求的难题,合作研发“高安全低功耗智能嵌入式系统芯片技术及应用技术”,共同承担了北京市科技计划“低成本高精度GNSS/INS深耦合车载导航终端研制”、国家自然科学基金重点项目“低功耗安全嵌入式处理器芯片的基础理论与关键技术”、国家863计划“高效能计算机系统研制及关键技术研究”等科研项目与课题。

  合作研发的前沿技术和芯片产品,已在航天恒星、中科睿芯等单位的导航/制导/控制系统装备、高通量视频处理、国庆70周年阅兵装备(超2000片处理器芯片)等产品中,获得了实际的规模化应用,经济效益超亿元,为我国的军事国防、公共安全和社会经济建设作出了实质性的重要贡献。

  与竞品相比,本公司产品的优势在于:在安全、性能、功耗、智能等方面进行了有效折中,在轻量级嵌入式系统上,实现了多核心技术指标的整体最优。具体分析如下:

  在后量子密码算法方面,如Ring-LWE等后量子密码算法,存在解密正确率低、资源开销大,难抵抗侧信道攻击等缺陷。经实验测试,本产品采用的多款自主研发高安全轻量级后量子密码算法,与现有国际先进水平相比,解密正确率由50%提升到100%,可提供最高140 bits的量子安全等级,算法电路的面积*时间指标下降49%左右,可抵御Simple Power Analysis等侧信道攻击。

  在芯片架构方面,当前的安全防护技术要么是像奇虎360科技有限公司一样,主要以软件为主,占用资源多,运行速度慢,不适合嵌入式系统;要么是像ARM公司一样,采用TrustZone等硬件隔离的方式,只能保护指令代码、部分数据等单一参数的安全性,防护不全面,且存在内部漏洞。经实验测试,本项目产品采用的纯硬件高安全芯片架构技术,与现有国际先进水平相比,在资源占用和开销极小情况下(安全模块占系统芯片整体硬件资源约10%,系统性能损失低于3%),提出的安全防护核心技术可保证系统代码级安全。

  目前主流的大数据处理芯片,多采用美国英伟达公司、英特尔公司等研发的高性能计算技术体系,追求的目标是“算得快”,但是难以满足万物智联对于高并发、强实时、高吞吐的大数据处理需求。国内服务器的主流供应商——联想公司,采用的也是类似的技术路线。本产品采用的基于异构多核/众核架构的高通量大数据智能处理技术,是团队与中科睿芯公司合作研发的核心技术,经实验测试,性能功耗比相比于Intel Xeon E5645芯片提升150%以上,大数据排序任务用时相比于联想同档位服务器降低近60%。

  目前主流的功耗优化技术要么是像龙芯中科公司一样,主要采用调频调压技术,只在系统级和电路级进行功耗优化,要么是像高通公司一样,只在应用层面,启动或休眠功能模块,功耗优化进一步提升的空间有限,各层次独立进行功耗优化设计,优化效果差,且不够智能化。本产品采用的是团队自主研发的基于双逻辑TB-RM低功耗设计技术和基于深度学习的多层次协同功耗优化技术。经实验测试,与国际先进水平相比,双逻辑功耗优化用时降低30%以上,在典型负载的情况下,嵌入式系统功耗降幅最高可达31.8%。

  目前,智能化高端嵌入式系统芯片不能将多种前沿科技进行耦合优化,导致在导航/制导/控制等应用时,效果不佳。团体与航天恒星等公司合作,将产品使用的深耦合优化技术应用在多款卫星导航装备中,取得了过亿元的直接经济效益。经测试验证,与国际先进水平相比,多目标识别正确率提高到接近90%,多目标识别范围精确度提升10%以上。

  该芯片将公司自主研发的高安全、高通量、低功耗、智能化等核心前沿科技与客户的产品进行深度耦合优化,提出基于红外-紫外-毫米波-GNSS-INS的多模异构信息复合安全导航系统架构和智能多目标识别及跟踪算法,实现复杂界面的安全保障和高速多目标的快速准确跟踪。经科技部与工信部等权威检测机构的测试验证,核心技术指标达到国际领先水平。

  安全方面,团队提出的纯硬件高安全芯片架构技术,与国际先进水平相比,在资源占用和开销极小情况下(安全模块占系统芯片整体硬件资源约10%,系统性能损失低于3%),可保证系统代码级安全;功耗方面,自主研发的基于双逻辑TB-RM低功耗设计技术和基于深度学习的多层次协同功耗优化技术,与国际先进水平相比,双逻辑功耗优化用时降低30%以上,在典型负载的情况下,嵌入式系统功耗降幅最高可达31.8%;智能应用方面,具备红外-紫外-毫米波-GNSS-INS等多模式导航功能,与国际先进水平相比,多目标识别正确率提高到接近90%,多目标识别范围精确度提升10%以上。

  对比同类型品牌,价格优势体现在:该芯片集成了多种不同类型的导航模块,客户无需再购买其他传感器芯片来保障不同应用场景下的导航精度;芯片内嵌了硬件安全防护模块,客户无需花费更多的财务、物力来保证导航系统运行过程中的动态控制安全。

  该产品在安全芯片架构、低功耗电路设计、深耦合优化等方面,实现了技术创新。

  提出一种基于内置纯硬件支持程序执行安全防护技术,突破现有现有基于纯软件或软硬件协同等安全防护技术存在的运行速度慢、资源占用多、不适合嵌入式系统等难题,从威胁模型、安全算法及系统架构等角度,有效解决系统芯片的综合安全问题,实现对的完美替代。实现对篡改型攻击的预警、监控、纠错、以及系统快速恢复等全方位、达到代码级(最细粒度)的安全防护,有效解决系统芯片的综合动态安全控制难题。

  提出双逻辑电路设计和基于深度学习的系统多层次协同功耗优化技术,突破现有基于传统布尔逻辑电路和系统单一层次功耗优化方法存在的难以实现系统功耗的整体最优等难题,对芯片电路进行智能逻辑探测与TB-RM双逻辑低功耗电路组合优化设计,并对系统芯片的电路、微结构、编译、操作系统级等,进行多层次协同功耗优化统一建模,采用深度学习方法等AI方法,可根据实际任务需求,智能调整系统各层次功耗参数,实现整体功耗最优。

  提出深耦合的智能系统芯片技术,突破由于耦合优化程度不足导致的多模复合数据之间、异构处理器核之间等复杂界面的安全防护应用难题,设计多源异构信息流安全监控硬件单元,实时保护多源异构处理单元的指令流、数据流等安全参数的完整性与机密性,抵御复杂应用场景下的多种典型安全威胁,并提出一种多目标识别KCFM算法,大幅提高多模复合导航/制导/控制过程中的高速多目标识别准确率,提高芯片产品的应用效果。

  目前服务的客户类型为:在航空航天、智能交通等我国关键领域,从事导航及控制系统芯片及相关信息系统设备的企业和科研院所。

  提供的技术支持和技术服务为:多模异构信息复合安全导航系统芯片相关IP,包括红外-紫外-毫米波-GNSS-INS的组合导航模块、硬件安全保护模块、智能导航大数据处理模块等核心电路IP;智能多目标识别及跟踪算法软件代码,用于优化导航精度和范围。

  客户为保障在多种复杂应用场景下的高精度导航, 要同时采用多种不同类型的导航模块。但这会导致多模复合数据之间、处理器核之间的安全界面变得更加模糊, 现有技术难以提供足够的安全保障;且会提高芯片功耗,影响系统的性能、寿命、可靠性等关键指标。

  公司核心研发团队与其深入合作,完成“低成本高精度GNSS/INS深耦合车载导航终端研制”北京市科技计划重大计划项目,将自主研发的高安全、高通量、低功耗、智能化等核心前沿科技与客户已有的导航系统产品进行深度耦合优化,研制出符合客户需求的多模异构信息复合安全导航系统芯片产品,已在客户生产的北斗/GPS 卫星导航接收机等设备中得到规模化应用,取得了巨大的经济效益与社会影响,并获得了“2019年度北京市技术发明奖一等奖”1项等荣誉。

  该芯片针对当前传统高性能计算系统在智能物联网应用时,存在的处理器核利用率低、实时保障性差、吞吐量低等问题,以及在公共安全(视频监控)应用时,存在的数据机密性与隐私保护难题,提出新型后量子密码算法、异构多核/众核芯片架构、基于类脑架构的AI加速等多种颠覆性技术。经科技部与工信部等权威检测机构的测试验证,核心技术指标达到国际领先水平。

  安全方面,自主研发高安全轻量级后量子密码算法,与现有国际先进水平相比,解密正确率由50%提升到100%,可提供最高140 bits的量子安全等级,算法电路的面积*时间指标下降49%左右,可抵御Simple Power Analysis等侧信道攻击;能效方面,基于异构多核/众核架构的高通量大数据智能处理技术,是团队与中科睿芯公司合作研发的核心技术,经实验测试,性能功耗比相比于Intel Xeon E5645芯片提升150%以上,大数据排序任务用时相比于联想同档位服务器降低近60%。

  对比同类型品牌,价格优势体现在:该芯片融合了目前相对最安全的后量子密码算法,客户后续无需再购买其他安全服务来抵御量子攻击;芯片内嵌了基于类脑架构的深度神经网络硬件加速模块,客户无需再购买其他AI加速硬件产品。

  该产品在安全算法、高通量芯片架构、神经网络硬件加速等方面,实现了技术创新。

  提出一种高安全轻量级的新型后量子密码算法(Ring-ExpLWE)技术,突破现有Ring-LWE等后量子密码算法存在的解密正确率低、资源开销大,难抵抗侧信道攻击等缺陷,创新性地对算法核心的多项式乘法进行优化设计,通过将系数化与二进制补码表示相匹配,可以实现多项式系数的高效约简,以较低的资源开销,提供最高级别的机密性保护。

  提出一种基于多核(众核)架构的高通量大数据智能处理技术,突破传统计算体系架构存在的并发处理能力弱、远端访问延时高、数据吞吐速率低等痛点,设计优化新型多源异构及众核NoC (Network-on-Chip) 等芯片架构,提出智能数据调度机制,可大幅提高芯片算力,实现“算得又快又多”,即提高单位时间内智能化高效处理的并发任务数目,实现对芯片及大数据处理技术的完美替代。

  提出一种基于类脑架构的深度神经网络智能加速技术,突破传统神经网络硬件加速方法存在的资源开销大、加速效果差、泛化能力弱等缺点,模拟生物神经元和突触的典型特征,设计深度神经网络模型和硬件电路,实现多通道数据关联特性的并行加速计算,大幅提升了数据处理速度。

  目前服务的客户类型为:在公共安全、物联网等我国关键领域,从事智能大数据处理系统芯片及相关信息系统设备的企业和科研院所。

  提供的技术支持和技术服务为:智能高安全高通量众核处理器芯片相关IP,包括多核(众核)片上网络控制模块、硬件安全保护模块、基于类脑架构的AI加速模块等核心电路IP;后量子密码算法软件代码,用于关键数据的机密性保护。

  客户计划生产可用于公共场所安全监控摄像头的视频处理芯片, 但难以保障芯片可抵御来自通信网络与芯片内部的多种安全威胁;难以满足高并发、强实时、高吞吐的大数据处理需求。

  公司核心研发团队与其深入合作,将自主研发的高安全、高通量、低功耗、智能化等核心前沿科技与客户已有的导航系统产品进行深度耦合优化,研制出智能高安全高通量众核处理器芯片产品。该产品具备强大的视频智能解析能力,相比国内外公司的竞品,能效等核心指标的优势明显,已在我国电信、广电等部门得到广泛应用,取得了巨大的经济效益与社会影响,并获得了“2020年度北京市技术发明奖一等奖”1项等荣誉。

  申报人王翔教授2001年于华中科技大学微电子博士毕业,2003年北京大学微电子所博士后出站,之后以高级研究学者(研究员)等身份多次前往美国普林斯顿大学、斯坦福大学、明尼苏达大学、麻省理工学院等国际著名大学与硅谷公司,进行合作交流与工作,具有丰富的国际集成电路芯片领域高端产品研发及产业化经验,在技术、管理、市场、财务等方面的也具备强大的综合能力。作为IEEE、中国电子学会等高级会员,多次担任过IEEE等重要国际会议主席,国务院政府津贴、长江学者等评委委员、主任委员;作为北航-国家实验室、国家集成电路基地、北京市硅基高速片上系统工程技术研究中心技术委员会主任等职务。已获得2019、2020年度北京市技术发明一等奖2项;完成的项目获国家发明二等奖1项,国家科技进步二等奖1项,省部级自然科学一等奖1项,部优产品奖1项。发表200余篇SCI等论文,近60项国家发明专利。多篇论文发表在SCI IF当年学科分类排名第一的期刊上,多项IEEE会议最佳论文奖及多次作邀请报告。主持完成了包括国家自然基金重点项目及重大计划,以及973、863等项目与课题。

  分管技术的副总经理为董海峰、王维克、赵宗民等副教授。董海峰2005年在北京大学获得微电子学与固体电子学博士学位;2006年至2007年在美国麻省理工学院微系统技术实验室担任博士后职务;之后在美国普林斯顿大学物理系交流访问及工作,主持过多项国家科研基金项目,负责核心芯片制造与测试等工作。王维克2019年在北京航空航天大学获得博士学位,参与完成了多项国家自然基金项目,获得了2019年度北京市技术发明一等奖,负责产品核心电路设计与仿线年在北京航空航天大学获得博士学位,在IEEE Trans.等国际集成电路领域顶级期刊上发表多篇高水平论文,获得了2019年度北京市技术发明一等奖,负责芯片产品的硬件架构设计工作。负责技术研发的创业团队成员还包括:夏同生(美国德克萨斯澳士汀大学博士学位,在美国罗彻斯特柯达公司工作多年)、王涛(北航博士博士学位)、李林(北航博士学位)等副教授,以及张准(北航博士学位)、徐冬冬(北航博士研究生)、郝强(北航博士研究生)、王继庆(北航博士研究生)、崔双杰(北航博士研究生)等高级工程师。他们主要负责新型后量子密码算法、硬件保护模块等设计工作与产品仿真测试任务。他们科研创新能力突出,在集成电路领域国际顶级期刊上发表过多篇高水平SCI论文。

  分管市场的副总经理为屈晓升副教授。他1999年在西安交通大学获得博士学位;2002年在清华大学博士后出站。从事集成电路产业数十年,编写数部相关专业图书,担任过多家国内外集成电路领域公司的技术顾问,对芯片企业经营理解深刻和经验丰富。

  分管财务的副总经理为孙华洁会计。他曾在多家集成电路领域公司工作及实习过,在财务统计与人员管理方面具有丰富经验。

  核心团队科研创新能力突出,公司国际化管理经验丰富,对集成电路芯片市场有着敏锐的洞察力,根据人员特点,分工合理,优势互补,可保证公司在前沿科技上的国际领先地位。

  团队完成了包括国家自然基金重点项目及重大计划、973、863等国家级和省部级科研项目与课题,授权发明专利60项以上,公开发表200多篇国际高水平SCI、EI学术论文,数十篇SCI论文发表在按当年影响因子排名第一的期刊上,多项IEEE最佳论文奖(Best Paper Awards)。

  核心技术的创新性和技术水平,已得到了科技部及工信部权威机构、国家两院院士、多位IEEE Fellow或Life Fellow of IEEE等国际知名专家的高度认可。第三方权威评价会结果为:该项技术的前期成果,面向高安全低功耗嵌入式系统芯片行业需求,创新性强,达到国际领先水平!关键技术及产品已在航天恒星、中科睿芯等企业的导航/控制系统、公共安全监控、国庆70周年阅兵装备(超2000片处理器芯片)等智能安全信息设备中,获得规模化应用,取得了巨大的经济与社会效益。

  研究成果已获国家发明二等奖1项,国家科技进步二等奖1项,省部级自然科学一等奖1项,部优产品奖1项,并连续获得了“2019、2020年度北京市技术发明一等奖” 2项,正待申报新的国家科技奖励。

  目前中国在芯片领域正面临严峻的“卡脖子”问题,航空航天、公共安全、电子通信、军事国防等关键领域采用的芯片主要依赖进口或者购买国外芯片商的知识产权,无法从源头保证芯片的安全。

  从事新能源及无人驾驶汽车、无人机等领域的客户群体,对高、中、低的芯片,尤其是控制系统芯片的需求量巨大,目前急需完全自主可控的智能安全控制系统芯片,填补产业链空白。

  但我国高端芯片行业的“痛点”,具体体现在:难以保障芯片安全,难以提升芯片智能化及算力,难以降低芯片功耗,难以加深芯片特性及功耗耦合与优化。

  本公司针对行业痛点与客户需求,自主研发颠覆性技术,突破系统芯片在智等方面存在的关键科学技术难题,具有重要研究价值及广阔的市场前景!

  研发的产品名称为:新能源及无人驾驶汽车无人机等智能安全控制系统芯片,可为从事新能源及无人驾驶汽车、无人机等领域,对智能化、高安全、高通量(高算力)、低功耗、深耦合控制系统芯片有着迫切需求的客户群体,提供智能安全控制系统芯片与后量子密码算法等软件技术服务。

  该产品将从理论和技术上,颠覆现有前沿研究和芯片产品存在的关键科学技术难题,突破当前后量子密码算法在理论模型和硬件电路存在的关键瓶颈,解决以软件为主的动态安全防护技术存在的严重缺陷及巨大风险,解决现有基于传统计算体系架构的单核系统芯片存在的算力不足,弥补现有系统功耗优化技术难实现整体功耗最优的缺陷,实现多种前沿创新技术在芯片产品上的深度耦合优化,具有重要研究价值及广阔的市场前景!

  本项目自主研发的高安全、高通量、低功耗、智能化、深耦合颠覆性核心技术达到了国际领先水平,连续获得了“2019、2020年度北京市技术发明奖一等奖”两项等荣誉,核心成员国际视野广泛、专业优势互补,研制出的智能安全控制系统芯片嵌入式系统芯片,将提升我国在芯片领域的自主话语权,打破国外势力的技术封锁,降低新能源及无人驾驶汽车、无人机等国内新兴领域企业对此类芯片的进口依赖,提高我国安全可控芯片全产业链的国际竞争力,解决卡脖子困境!

  本项目针对新能源及无人驾驶汽车、无人机等行业痛点与客户需求,自主研发颠覆性技术,突破系统芯片在算法模型、芯片架构、优化方案、智能设计等方面存在的关键科学技术难题,创新性地在轻量级嵌入式系统上,实现了安全、性能、功耗、智能等核心技术指标的整体最优,达到国际领先水平,得到多位国内两院院士、Life Fellow of IEEE等国际IC领域知名专家的高度认可。

  提出一种高安全轻量级的后量子密码算法(Ring-ExpLWE)颠覆性技术,实现安全与资源的最优化配置,以较低的资源开销,提供最高级别的机密性保护,实现对现有主流后量子密码算法(Ring-LWE)的完美替代。

  该算法在模型结构与硬件电路进行优化,提高运算效率,提高解密正确率,并降低硬件电路所需的资源。相比于现有的后量子密码算法,提出的Ring-BinLWE算法通过将系数化与二进制补码表示相匹配,可以实现多项式系数的高效约简。由于乘积多项式需要两种约简操作才能规约至多项式环上,如果多项式系数是以二进制补码表示,则在乘积多项式系数计算时,通过正常的上溢和下溢,即可实现约简,提高计算速度,降低资源开销。经实验测试,提出的新型后量子密码算法,解密正确率由50%提升到100%,可提供最高140 bits的量子安全等级,算法电路的面积*时间指标下降49%左右。

  该技术可颠覆现有后量子密码算法,兼顾算法高安全、计算高效率、硬件低开销等优势。

  提出一种基于内置纯硬件支持程序执行安全防护颠覆性技术,从威胁模型、安全算法及系统架构等角度,实现对篡改型攻击的预警、监控、纠错、以及系统快速恢复等全方位、达到代码级(最细粒度)的安全防护,有效解决系统芯片的综合动态安全控制难题,实现对现有基于纯软件或软硬件协同等安全防护技术的完美替代。

  该技术一方面硬件本身不易受软件攻击,另一方面具有智能化算法、模型及硬件保护模块与主处理器之间相对独立,可以高效监控且模块本身也难被恶意攻击;模块本身几乎不占用处理器的运算消耗;这种新型轻量级密码杂凑函数,安全性能高,资源消耗及功耗低、运行速度快、简单且易于硬件实现,非常适合于嵌入式系统数据和代码的完整性验证及防护。近科技部及工信部下属权威检测机构的测试,在资源占用和开销极小情况下(安全模块占系统芯片整体硬件资源约10%,系统性能损失低于3%),提出的安全芯片架构可保证系统代码级安全。

  该技术可颠覆现有纯软件及软硬件协同等防护方案,满足行业对高安全芯片产品的迫切需求!

  提出一种基于多核(众核)架构的高通量大数据智能处理颠覆性技术,可大幅提高芯片算力,实现“算得又快又多”,即提高单位时间内智能化高效处理的并发任务数目,实现对传统计算体系架构芯片及大数据处理技术的完美替代。

  该技术通过自主设计的基于主副环状数据通路的新型高通量众核处理器架构,实现众多处理器核的网络化互联架构(100个核以上),极大地加强了任务处理的并发度;提出一种智能数据调度机制,优化选择远核与存储阵列的最短访存路径,保证芯片的强实时响应;提出一种基于位图的图像数据快速处理软件算法,提高大数据处理时的访存效率、执行效率和并行效率;提出一种高通量片上网络路由器硬件结构,增加片上网络链路密度,提高片上网络的图像数据吞吐率。经中科睿芯等单位的应用测试,提出的高通量芯片架构的性能功耗比相比于Intel Xeon E5645芯片提升150%以上,大数据排序任务用时相比于联想同档位服务器降低近60%。

  该技术可颠覆现有高性能芯片,满足行业对高并发、强实时、高吞吐的大数据智能处理需求!

  (4)基于双逻辑电路设计和基于深度学习的系统多层次协同功耗优化颠覆性技术

  提出双逻辑TB-RM电路设计和基于深度学习的系统多层次协同功耗优化创新技术,可大幅降低系统的整体功耗,可实现对现有基于TB逻辑电路和系统单一层次功耗优化方法的完美替代。

  该技术对芯片电路进行逻辑探测与TB-RM双逻辑电路组合优化设计,并对新型低功耗安全嵌入式处理器的电路、微结构、编译、操作系统级等,进行多层次协同功耗优化统一建模,采用深度学习方法等AI方法,可大幅优化安全嵌入式处理器芯片的整体功耗。经实验测试,提出的双逻辑功耗优化技术,优化用时降低30%以上;在典型负载的情况下,嵌入式系统功耗降幅最高可达31.8%。

  提出的基于类脑架构的深度神经网络智能加速颠覆性技术,在算法模型层面,区别于现有基于神经网络的数据处理加速技术,模拟神经元和突触,设计深度神经网络模型,实现万物智联时代的终端多模态信息快速智能处理,大幅提升了关键数据特征识别准确率,加快了数据处理速度。

  该技术在算法模型层面,均方误差、拟合效果等技术指标达到较优水平。在电路设计层面,不同于传统的卷积神经网络硬件加速技术,实现多通道关键数据的并行加速计算,每秒图像识别数量、图像识别准确率等技术指标有明显提升。经实验测试,对于手写数字图像识别应用,每秒处理图片达到了590张左右,超过ARM CortaxA9等商用CPU芯片和Nvidia GTX960M等商用GPU芯片性能。

  该技术可颠覆现有的神经网络硬件加速技术,满足行业对智能化高性能芯片的迫切需求。

  提出深耦合的智能系统芯片颠覆性技术,可实现针对高安全、高通量、低功耗等多种前沿科技深度耦合优化,提高芯片产品的应用效果,实现对现有耦合优化技术的完美替代。

  该技术针对多模复合数据之间、异构处理器核之间等复杂界面的安全防护应用难题,提出一种基于深度神经网络的智能安全耦合防护方法,设计多源异构信息流安全监控硬件单元,实时保护多源异构处理单元的指令流、数据流等安全参数的完整性与机密性,抵御复杂应用场景下的多种典型安全威胁。针对复杂导航/制导/控制系统的安全防护难题与高速多目标识别难题,提出一种红外-紫外-毫米波-GNSS(北斗/GPS)-惯性制导(INS)的异构信息智能复合安全芯片架构,实现多种导航/制定/控制模式的深度耦合应用,并提升产品的动态抗干扰能力;提出一种基于最近邻法的概率数据关联优化方法,可以减少错误关联发生的概率和数据关联的计算量,提高多模数据关联的正确率和计算速度;提出一种多目标识别KCFM算法,可大幅提高多模复合导航/制导/控制过程中的高速多目标识别精确度。经应用验证,研制的芯片产品,其多目标识别正确率提高到约90%,多目标识别范围精确度提升10%以上。

  该技术可颠覆现有的芯片产品应用技术,将高安全、高通量(高算力)、低功耗等多种先进的前沿技术进行深度耦合优化,实现“1+1>

  2”的应用效果,满足行业对于芯片产品的多功能应用需求。

  研究成果已在IEEE IoT (SCI Q1, IF 10.6) 等集成电路领域国际顶级期刊上发表,获得60余项授权发明专利,多项IEEE举办的国际会议的最佳论文奖 (Best Paper Awards)。研发的颠覆性技术及智能安全控制系统芯片产品,完成了国家科技部定点权威查新机构-“科学技术部西南信息中心查新中心”的科技信息查新,行业内重点单位-工信部授权的所属“中国信息通信研究院安全研究所网络安全研究部”测试中心的测试,以及权威第三方科技成果评价机构-“中科合创(北京)科技成果评价中心”组织的评价会评价。

  核心技术的创新性和技术水平,已得到了科技部及工信部权威机构、国家两院院士、多位IEEE Fellow或Life Fellow of IEEE等国际知名专家的高度认可。第三方权威评价会结果为:该项技术的前期成果,面向高安全低功耗嵌入式系统芯片行业需求,创新性强,达到国际领先水平!

  关键技术及产品已在航天恒星、中科睿芯等企业的导航/控制系统、公共安全监控、国庆70周年阅兵装备(超2000片处理器芯片)等智能安全信息设备中,获得规模化应用,取得了巨大的经济与社会效益。已获国家发明二等奖1项,国家科技进步二等奖1项,省部级自然科学一等奖1项,部优产品奖1项,并连续获得了“2019、2020年度北京市技术发明一等奖” 2项,正待申报最新的国家级科技奖励。

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