人工智能技术在集成电路中的应用

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人工智能技术在集成电路中的应用
  摘要:随着国家的发展,人工智能也在不断改革和进步,但与美国相比,我国存在基础研究投入不足、产业基础薄弱、政府数据开放延迟、人才培养能力薄弱等弱点。另外,国际技术合作的抵抗力量增大,顶级合作机制的不足及规章制度不健全,泄露隐私、道德风险等问题,逐渐成为中国人工智能可持续健康发展的挑战。面向未来,中国长期部署,人工智能促进政策的合理设定短期目标、完善体制弱点的范围,限制的改善等三个方面发展的基础,才能巩固未来的人工智能领域的技术和产业的国际竞争中占据优势。
   关键词:人工智能技术;集成电路;应用
   
   
磷酸氧钛钾   引言
   集成电路是多元化应用的智能技术,集成电路是人工智能技术发展核心。本文以人工智
能技术在集成电路中的应用特点,浅析集成电路对人工智能的促进作用,人工智能技术在集成电路中的应用进行分析。
   1人工智能技术在集成电路中的应用特点
   从人工智能的发展实际情况来看,人工智能的发展基础是计算机技术,在计算机技术的发展下人们提出人工智能的概念,因此,在1950年代的时候人工智能概念应运而生。在提到人工智能技术人们首先想到的是算法的研究和应用。其中,算法处于计算机系统的软件,确保算法稳定应用的关键还是计算机的硬件系统,这一论断的提出是拥有一定的科学依据的。从上文的分析可以发现,人工智能算法属于计算机软件层面的内容,而想要实现整个计算机系统的功能仍然需要依托计算机硬件的基本性能。在时代的进步发展下人们提出在以往间接依赖计算机芯片数据处理功能的基础上是否还能够在数字化集成电路的零配件上进行一系列的算法统筹编辑,最终让器件的底层实现智能化发展,这一理念和想法的提出也是未来人工智能技术的一个重要发展方向。以上研究说明在使用高性能计算机硬件进行人工智能软件设计和应用的同时还可以将智能算法转移到芯片电路层面,比如在以往的基础上进一步模拟开发大脑神经原路和具备信息处理能力的集成化电路。
   2浅析集成电路对人工智能的促进作用
   从人工智能的发展历程来看,其发展的源头正是计算机的应用,人类才开始提出人工智能的概念,因此人工智能发展史上,把上世纪五十年代定位为人工智能概念的诞生年代。真正意义上提出人工智能概念的是1956年夏天在美国特茅斯学院召开的历史首次人工智能研讨会,在会上约翰·麦卡锡首次提出了“人工智能”的概念,后来其被称为人工智能之父,该研讨会后来一直被广泛认为是人工智能诞生的标志。而现实问题所遇到的一谈人工智能,都想到的是算法的研究与应用,当然这也有一定的道理,但从上面分析可以知道,算法属于计算机的软件层面,其实现的基础依赖仍然是计算机硬件性能。目前也有专家学者阐述的观点说,除了传统间接依赖计算机芯片的数据处理能力的同时,可否在数字集成电路器件上进行一些算法或者通过编程来实现人的思维方式,能否让器件底层“智能”起来,可想这也许是未来人工智能技术的一个全新发展方向。也就是说,除了当前依赖高速数据处理的计算硬件来进行人工智能算法软件的设计开发与实现,还可以将人工智能算法转移到芯片电路层,如开发模拟大脑的神经元电路或者具有智能处理能力的集成电路。也就是说基于硬件实现的人工智能方法近些年也已经成为研究的热点,有不少关于人工智能和神经网络的硬件实现,虽然方向并不主流,但这其实是到了人工智能技术的源头,即从集
成电路出发,通过研究带有人工智能算法的集成电路可以来进一步提升人工智能技术的水平。从前几天刚刚召开的全球规模最大的北美消费电子产品展上高通、英伟达、英特尔、LG、IBM、百度等业界巨头纷纷都发布的各自最新人工智能芯片产品及发展战略来看,人工智能已经渗透到大众生活,而人工智能处理器在架构和功能上与传统的处理器是有很大区别的,这主要表现在内部执行程序的环节,带人工智能的处理器起主要是通过模仿人脑的神经网络,从最基本的单元上模拟人类大脑的运行机制,在某种程度上就可以不需要人为的提取所需解决问题的特征或者总结规律来实现编程。但不管是从软件层面还是硬件层面发展人工智能技术,其都依赖并取决于集成电路技术的发展水平。因此,我们希望有朝一日能在超大规模集成电路技术基础之上,从软硬件层面实现人工智能的协同快速发展,为人类社会发展带来新的技术支持。气囊材料
减温减压装置撬装重心   3人工智能技术在集成电路中的应用
   3.1故障分析诊断
   在整个集成电路运行的过程汇总不可避免出现电气设备故障问题,而出现这种问题的根本原因是在集成电路系统故障设计的时候人们没有预期分析和评估整个设备运行可能遇到
的问题。将人工智能技术引入到集成电路系统中则是能够借助技术优势来科学合理的评估集成电路运行故障。以三相整流电路为例,借助智能技术将故障类型、故障元编码和神经网络输出对应,针对整流装置输出电压的波形采样情况,将这个采样数据处理完成后作为神经网络来输入,经过神经网络学习之后打造输入信息和故障元编码的一致性,从而实现对整流装置的智能诊断。例如某机械运动过程中先后有两个限位开关对应的PLC输入地址分别为X001,X002,在两个信号不会同时为NO状态。如果他们同时为NO状态,就说明至少有一个限位开关被卡死,应该停机处理。
   3.2电路系统优化设计
   集成电路电气设备在运行管理的过程中会涉及复杂的设计程序,由此对电路设计人员的操作技能、专业知识等提出了更高的要求,即要求他们在工作的时候能够全面的掌握电机、电路、电磁场、电力信息技术等知识。虽然手工操作是电气设备管理的常用方式,但是随着时代的进步发展这种操作方式也将面临更多的问题,比如设计方案不达标、方案一经设计之后很难修改等。在人工智能技术的作用下可以借助计算机软件来调整和设计方案,比如应用人工智能技术进行图纸设计软件的设计,从而有效提升整个设计方案的精准
性和实用性。比如在进行集成线路操作控制的时候,智能CAD系统可以输入用户的信息,通过计算机以往所具备的知识和推理来自主获得更多的信息,增强系统交互的合理性和方便性。
   3.3集成电路的控制和保护
   在人工智能技术的作用下能够实时性的收集和整理集成电路的开关量和模拟量数据信息。同时,在人工智能的作用下还能够对集成电路进行预先设计,分批量的整理和处理相关信息,进而真实清晰地反映出一些电机设备的实际应用情况。在集成电路控制中想要确保整个控制流程的安全需要对每一个控制流程和控制节点进行控制,通过管控每一个细节来确保生产出高质量的产品,实现精细化管理。
   4人工智能发展的促进策略
   4.1提高基础研究投入比例
   在新一代的人工智能发展规划中,到了20年之后,即2030年人工智能的基础理论技术体系、应用范围总体达到世界水平。力求成为世界上的人工智能创新领域的第一国,这也
是为了实行技术强国,经济强国的重要基础。目前美国在人工智能领域的资金投入与我国相比,有较大的资金优势与先发优势。因此,我国要力争上游赶超美国只能投入更多的资金在技术领域寻求突破,只有通过新领域的创新,才能从理论层运用到应用层,使基础研究与最终的科技成果紧密相连,提升产学合作水平与科学成果水平。
   4.2项目示范和资金引导聚焦产业基础层
   国家集成电路产业发展布局的基础上,适度向人工智能芯片产业倾斜。建议在国家发展和改革委员会、科学技术部、工业和信息化部等相关部委以及集成电路产业发展基金的项目选择和资金投入等引导政策方面加大对人工智能芯片的支持力度。中国已建立体量庞大的集成电路发展基金,对集成电路全产业链的发展在全国进行了系统布局。人工智能芯片作为集成电路产业中的新兴细分领域,与传统领域相比,中国与发达国家差距较小,有望更快实现对发达国家的赶超。但中国在人工智能芯片领域,目前仍主要由少量创业企业投入,传统芯片企业积极性不高。一方面,从短期来看,应支持互联网平台企业和创业企业建立专用开源平台,集聚开发和应用资源。美国谷歌等公司在人工智能,特别是深度学习等领域积累了大量研发成果,在此基础上建立深度学习平台并将其开源共享,力图建立人d2x说明书
工智能时代的“安卓系统”。利用中国应用端数据丰富、迭代快速的优势,主要支持企业在底层通用开源平台基础上,建立和发展如百度自动驾驶开源平台的专用开源创新平台。目前,科学技术部已支持建设人工智能四大开放创新平台,在建设专用开源创新平台方面已迈出坚实步伐。
   4.3促进数据开放共享
   政府作为人工智能的主导者与规则制定者,要促进公共资源数据的整合与开放,达到资源汇聚的作用,政府要注重各部门、各地区、各行业数据的收集整理以及产出利用。另外也要加大对于各行各业专业技术人才的开放空间,促进社会的创新能力。另外政府也应当主导各企业进行资源开放活动,通过公开透明合理合法的制度,在征得用户同意的基础上进行数据的采集授权。这一切数据采集活动都建立在政府允许范围内,保障客户隐私与避免数据篡改泄露,甚至引发国际争端的情况,须明确各部门的职权范围企业的数据获取途径,保障客户的利益与明确企业的监督管理制度。
   结语
   人工智能与集成电路是两个相辅相成、相互促进的高端技术领域,以集成电路为基础的芯片技术为人工智能技术的发展奠定基础,而人工智能技术也会反作用与集成电路技术发展。集成电路与人工智能的关系十分密切,而且随着两者的进一步发展,其相互作用也将越来越强。人工智能的发展离不开集成电路的支撑,集成电路的升级也对人工智能发展的起到了积极的促进作用,在两者的良性互动下,人工智能与集成电路一定会走得更远、走得更好,也会更多更好地造福全人类。
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