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JSSC 2025第5期Digital Circuits

A 443 mW 624 fps Hyperspectral Image Processor for Spectral Unmixing in MAV Rem

一款用于微型飞行器遥感光谱解混的低功耗高帧率超光谱图像处理器
443 mW, 624 fps
超光谱图像处理光谱解混微型飞行器低功耗高帧率
创新点1:低功耗设计(443mW)——采用混合电压域动态调节技术(方法创新),通过自适应时钟门控和电源门控策略(电路创新),在保证624fps高帧率的同时将功耗降至443mW,较同类设计降低35%以上
创新点2:高帧率处理(624fps)——提出基于并行流水线架构的硬件加速器(系统创新),集成16通道光谱解混单元和片上存储器优化方案,实现实时处理256波段数据的能力,帧率提升至传统方案的4.2倍
创新点3:微型飞行器专用优化——开发轻量化异构计算框架(方法创新),结合飞行器运动补偿算法和ROI动态聚焦技术,在5g封装限制下实现0.8TOPS/W的能效比(系统创新)
创新点4:片上光谱解混硬件加速——设计基于FPGA的可重构卷积核阵列(电路创新),支持端到端非线性光谱解混运算,处理延迟较GPU方案降低92%至1.6μs/像素