苏海冰 中国科学院光电技术研究所

一、工作概况

我是20xx年x月抵到圣迭戈加州大学（UCSD）计算机科学与工程系的VLSI /CAD实验室进行访问学习的。接待我的美方教授Chung-Kuan Cheng不但是一个具有深厚研究功底和工程经验的科学家和讲习教授，而且曾经作为Mentor Graphic的首席科学家领导过EDA平台的大项目工程实施。通过与美方研究组的交流沟通，对方也认为我们的嵌入式硬件并行处理平台研究已经达到一个较高的设计水平，尤其对高速数字设计、多单元阵列和多通道互联的高速数据处理、在FPGA内构造数据流处理机解决图像处理的邻域计算问题、通过多级硬件算法级联实现高密度运算的并行能力等方面给予了较高的评价，并表现出合作意。

美方Cheng教授的主要研究方向是片上系统的高速互联、基于RLC分配网络的电源系统波动分析、编译系统的自适应数据路径算法性能估计与设计、大规模数字网络的信号完整性分析、基于延迟平衡估计和回路优化的综合布局布线方法等等，囊括了IC设计的各个设计方面和应用层次。另外由于UCSD在生物工程领域方面的优势，生物电子设备的研发也成为其关注的重点。

我在Cheng教授领导的研究组所做的研究课题是“非接触生物信号传感系统中的噪声抑制技术”。传统的心电图(ECG）测试仪器在人体健康检测领域广泛使用，但这种接触性的测试设备由于需要涂抹胶质物去降低测试电极和人体皮肤之间的接触电阻以提高心电信号的质量，从而造成皮肤的刺激和不舒服；其多线的测试系统会增加额外的准备时间；并且当人体移动时也会造成多线电极的滑落和松动，影响测试的准确性。而非接触性ECG设备通过将电极嵌入/植入衣服，可以克服这些方面的问题；并且可以实现24小时的实时心电信号监测，在人体健康监护应用中有广泛的应用前景。在这个课题中，针对非接触性ECG一直未能在临床应用得到广泛使用的原因，提出了在同一个心电信号采样点同时进行数据采样的双通道结构，力图通过不同的输出结果重新恢复原始的心电信号，以消除人体移动等因素带来的噪声影响，如下图所示。这种双通道结构是在同一个PCB板的底层上存在两个心电传感

器，为了保证在信号测量上的一致性，必须使得两个传感器不受身体移动带来的PCB板旋转的影响，因此每个传感器被均匀地分成四片，交叉排列在PCB板的底层上。 2

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由于身体移动会造成电极（由一块电路底板构成）和人体皮肤构成的电容传感器Cin发生变化，从而使得后面的前端放大结果不但包含了心电信号的变化，也包含了电容传感器的变化情况，不能准确表现人体心电信号的真实情况。同时，电极与衣物、皮肤等的摩擦也会产生的静电，这种静电的电压幅度会直接淹没真实的心电信号。消除这些技术难点是这个课题面临的挑战。我与Cheng教授研究组的其他人员一起分别对人体工频噪声、电容传感器、摩擦静电进行了建模分析，并通过Matlab、Hspice等工具对数学模型和算法性能进行了验证，之后在Multisim中完成了模型的电路映射和前端放大电路的信号仿真，得到了很好的仿真结果。最后在EDA软件Dxdesigner、Expedition和Hyperlynx中完成了电路原理图、PCB板布局布线的设计和仿真，得到了较好的信号完整性、电磁兼容性的仿真结果。由于在前面完成了建模、仿真、设计等大量电子系统级设计的步骤，在后面的电路调试中就显得投掷有的、游刃有余，真实电路信号的测试和采集都取得了良好的效果。最后发表出来的文章也具备很有的学术水平和实用价值。 a )

二、所达到的研究目标

通过在UCSD所做的这个non-contact ECG项目，我充分感受到美国一流研究型大学在研究方法、技术路线、工程实践等诸多方面的科研理念都值得我好好学习、认真总结。

本次出国访问学习，基本上在3个月时间内了解了以Cheng教授为代表的UCSD研究组开展科研的技术途径和理论思想，并用9个月时间介入到具体项目“非接触生物信号传感系统中的噪声抑制技术” 的研究，积极开动

思维与国外同行进行了技术交流，看到了国外同行的成果和经验，扩宽了自己的设计思路，明白了科学研究和工程项目实践之间的联系。

UCSD研究组在研究初始阶段通过建立数学模型来分析目标对象的物理状态，使用多种仿真工具来验证数学模型的正确性与近似度，在具体硬件设计之前通过模型的器件映射和有效的真实信号激励完成电路信号仿真，这些研究方法看似简单，实则是我们目前进行项目研发中经常忽略的重要步骤，也就决定了我们的研究往往处于低水平的重复和工匠式的设计。建模的意义不但使具体环节的物理意义明确，而且在其指导下的具体设计有明显的目的性和方法学。实际上，只要我们在科研中能够遵循研究指导项目开发的思想，认真对待科研过程的每个阶段，不急功近利地靠器件的堆积走到哪就算哪，在工程项目中出现高水平的原创性成果和高质量的产业化成果就是研究与项目之间相辅相成的必然结果。同时，通过与UCSD研究组的细致交流和仔细观察，我还了解到他们还在积极开展关于如何解决机械构架、散热方式、续航能力等有关可靠性与测试等的研究，并已经在低功耗设计和热分析上取得了优势成果；在电子设备的研制上有着较高的科研水平和工程能力。

通过在UCSD的一年访问学习，我在理论研究方法、工程设计理念和实践能力上都有深刻的认识。为进一步系统地建立嵌入式并行处理技术的研究框架，全面开展处理器技术、存储器技术、互联技术、SOPC技术、高速数字设计技术、EDA技术、平台技术、可靠性技术、系统性能平衡与评估技术等领域的研究打下了基础。电子系统级设计的方法和理念，将是我下一步开展的电子系统研究目标。

电子系统级设计发源于IC设计，是优于寄存器传输级(RTL)的更高的抽象层次，最初兴起于世界级的IC设计公司。在我看来ESL是指在做任何软硬件部分的决定之前的一个非常高的抽象层次的设计，是硬件或软件的协同设计，非常符合嵌入式并行处理系统的学科需求。模型建立和分层设计是其指导技术研究的关键所在。一个研究课题或项目系统的分解是不是达到了最合理，模型的建立至关重要，之后仿真、设计、硬件验证的多个步骤可以使我们走出研究指导项目的路子。举个例子，我在出国之前完成的多DSP+多FPGA+多互联通道的支持多模实时跟踪的硬件平台，已经能实现一定的量产，当时做了50多块板，成功率达到了98%（一块台式计算机主板含有的BGA芯片只有几块，其焊接的成功率在90%以上即认为合格）。之所以提这块板子，

是因为它是一块18层板，复杂度较高，整版有43块BGA，密度非常高，而BGA焊接又是我们的难点，也是外协中不容易控制的节点。当时感觉很不错，好像做完了一件事情。现在回想起来，实际还有很多可以深入的地方没有做到。比如为什么BGA难焊接，究竟是焊接厂家的问题还是我们设计的问题？为什么我们在EDA厂家的技术支持人员指导下，通过完成焊盘的重新设计就提高了焊接的成功率？到底焊盘的尺寸、形状、镀锡的厚度、铜皮规格的选择对BGA焊接工艺的贡献有多大，我们是不是可以进行模型建立和量化分析?另外，我们在电子系统设计的过程中是做了高速信号的信号完整性和电磁兼容性分析，但有没有考虑过分析对比不同的匹配网络对信号质量的影响程度，实没实现具体的量化，这些都是可以出原创性成果的地方，而且是具体工程应用中的成果，应该是非常有价值和显示度的。电子系统级设计从信号完整性、电磁兼容性、电源完整性、热分析、系统布局配线都有强大的EDA仿真支持平台，无论建模还是信号仿真，都是在严谨的电磁方法学和工程经验数据指导基础上完成的。这样的设计平台是我们完成高端电子产品设计的保证，电子系统级设计的方法学必将在电子系统的研制中引领我们走到更高的设计层次上。

三、个人收获与体会

我认识到我们缺乏与外界科研环境的交流和沟通。我出去的这一年不短也不长，说实话在技术细节上我不认为自己有多么显著的进步，但在科研思路上，尤其是在如何做科学研究与如何做工程项目上有了一个相对清晰的认识，同时与国外知名的科研型大学建立起了联系，有了广泛合作的基础。 我在UCSD参与的这个ECG的小项目，分别对人体的工频噪声、电容传感器、静电噪声等做了模型分析，并且直接对后续的具体硬件设计有明确的指导作用，也体现了其很高的科研水平。这一块是我以前做设计的时候很难介入的部分，现在我是知道要这么做，因为我明确感受到它更容易从技术源头找到原创性的知识节点，提高我们的研究能力。因此我就在思考我们在科学研究中如何定位？原创性研究是不是就只能是纯理论研究？在工程研究中有没有可能出现原创性研究？如何在我们的工程设备项目中进行技术研究？ 以前我们的科研工作处于两种模式下，一种是完全根据技术指标从新开始设计，设计人员负荷重，调试工作量大，交付使用时问题多，设计往往局限于

低水平的重复，显现出忙乱无序的状态。一种是做模块化设计，在新项目开始后根据技术指标可以选用已有设计或对已有设计做小量改动。但这种模块化设计依重于新器件的累积，靠器件性能来提高系统整体性能。在设计上如何开展新平台的研究，如何体现有价值的科研水平，缺乏原创性的思维，长期处于追赶式的研究模式下，处于工匠式设计的阶段。实际上我们是做了很多包含研究内容的工作的，诸如信号完整性分析、电磁兼容性分析、PCB板层堆叠仿真、物理信号的时序分析、FPGA综合性能分析、图像硬件算法的并行处理方法分析等等，这些都是我们花费大量时间获得的难能可贵的经验型成果，但我们只是让经验成为了经验，最后的结果是“做了研究的事，只出了工匠的活”，可惜了。如何让我们的工程项目研发有原创性的内容，如何让做技术既有研究(research)又有工程实现(project)，这才符合一个研究所的定位。从我们的工程技术实现中发现原创性的内容，如何实现研究指导下的项目实施，是我的兴趣所在。

另外，如果不能与外界保持相对广泛和频繁的交流，我们的技术发展就会有较大的难度和瓶颈，在时间上会花费较大而且不容易得到一个好的结果或效果，对科研的信心和热情也会受到抑制，又重新陷入以前的工匠式思维方式中。与外界的交流不但能让我们知道别人在做什么，学科发展在国际国内的科研领域进展到了什么程度，同时也让我们有了一个广泛合作的可能，这样一旦我们认准什么是我们的科研需要，我们就有可能、就有可资利用的资源，让我们从一个较高的起点或者说一个较快的切入方式，开展我们的研究，解决我们的科研人员遇到新问题后，一时找不到合适的方法陷入困境、疑惑，容易被习惯性的思路拉回到以前的工作方式上，从而使得已经出现的问题得不到解决，白白浪费了通过艰苦的科研开发过程得到的这些相当重要的认识。具体一点，我认为广泛与国际、国内知名的科研机构和大学进行人才交换培养，建立长期有效的纯技术层面的访学机制（排除保密因素），可以使我们起点高、切入快、成效明显，同时我们的科研人员也会更加有信心地产出他们的科研热情。

第二篇：留守学生工作总结

我校是一所职业高中，远离城郊，地处偏远山区，现有在校学生400多人，上学年统计留守生18人，本学期统计留守生23人，比例呈上升趋势。这些“留守”的孩子，生活上缺乏关照，精神上缺乏关怀，学习上缺乏管理。同时，由于学校教学任务重，加之“留守学生”队伍日益扩大。因此，留守学生易出现学习、生活、心理和品行等方面的问题。这不能不引起社会的关注，学校的重视。一年来，我校在加强留守学生思想教育与管理方面做了一些探索：

一、高度重视，加强领导

学校十分重视对“留守学生”的教育工作，为了使这项工作能够统一领导、管理及跟踪服务，我校成立了以校长为组长，副校长为副组长，中层干部和班主任为成员的留守学生领导小组。小组定期召开会议，研究和讨论留守学生思想道德现状，制定相关的措施，确保留守学生活动顺利开展；确保留守学生留得下、稳得住、学得成；确保留守学生的自我管理，自我保护和自我调节能力的提高。

二、建立档案，加强对留守学生的管理

首先，建立“留守学生”专项档案。通过班主任认真调查摸底，掌握学生信息，摸清本班留守学生的数量和基本情况，由学校德育室负责建立并保存“留守学生”档案。基本情况包括三个方面：（一）、学生方面（姓名、性别、出生年月、联系电话）；（二）、监护人方面（姓名、联系电话）；（三）、家长方面（姓名、务工地址、联系电话）。建立 “留守生”情况统计表。档案的建立，有利于帮助发现留守学生存在心理、身体、生活方面等问题，分析问题的成因、制定策略、从而找到解决问题的方法，提高工作的针对性和实效性。学校还要求班主任努力做到：留守学生不辍学、留学生在班里学习不掉队、留守学生在校没有严重的违纪现象。

三、营造良好环境，制定管理制度

学校为大力营造学校良好的育人环境，制定详实的“留守学生”管理制度。管理制度力求给每一个留守学生在心理上给予关爱，生活上给予照顾，学习上给予指导和帮助，公正地对待每一位留守学生，让每个“留守学生”感受到师生关系、生生关系的平等与真诚。为“留守学生”营造一种“家庭式”的平等、民主、和谐的学习氛围。定期举行“留守学生”座谈会、开通“亲情热线”、为“留守学生”操办生日聚会等，以此弥补亲情缺失对“留守学生”人格发展的消极影响。

四、开展帮扶活动，精神上给予爱护，生活上给予关心

由班主任合理安排任课老师和留守学生结对子。由单纯学习上的指导者转换为对生活、情感、心理、烦恼等方面都给以关注和疏导的“代理家长”，并要求学生定期与“代理家长”进行思想交流及学习、生活情况汇报。班主任定期召集“代理家长”交流情况，有针对性地进行工作。适时安排 “代理家长”与“留守学生”监护人见面会，以加强联系，形成教育

合力。同时推行“手拉手，心连心”工程。即同班级的品学兼优的学生固定帮助一名“留守生”，为其检查作业，辅导功课，以求共同进步。

五、学校、家庭、社会密切配合，共建留守学生教育体系

建立留守学生家长与学校的联系制度。班主任多渠道、多形式地帮助和教育外出务工的家长，使其进一步了解对子女生活和教育中应承担的法律责任。帮助、督促、家长履行监护职责。让孩子体会到父爱、母爱。

在“留守学生”的管理和教育中，做了一些切实的工作，取得了一些成绩。最主要的育人方式是正面教育引导：

1、开展“五自”教育。对留守学生教育的目的是培养他们良好的思想品德和行为习惯，班主任根据不同学生的情况，认真分析学生的心理状况，注重“心育”，力求治本，坚持正面引导、激励、辅以严格要求，培养他们“自觉、自理、自律、自强、自信”的能力。班级定期召开主题班会或个别交流，一起制定学习目标，开展“比、学、赶、帮、超”活动，提高他们生活和学习的勇气。

2、开展 “五个一”活动。具体内容是“改正一个缺点，做一件好事，交一份满意答卷，为学校添一份光彩，做一名合格高中学生”。

3、要求家长承诺兑现“五个一”目标。具体内容是要求外出务工、经商的家长每周一个电话，每月一封信，每月与班主任联系一次，每学期与科任教师联系一次，每年至少回家一次。

“留守学生”的教育与管理工作是一项系列的社会工程。他们是特定时代下的产物，长期存在，决定着“留守学生”的教育和管理的长期性。学校、教师应给予他们更多的关爱，促使他们同非“留守学生”一样，在德、智、体等方面得到全面健康的发展，成为新世纪合格的主人。只要我们以“关爱、尊重、科学”为前提，工作中做到“爱心、细心、耐心”，采取疏导、启发等方法，晓之以理，动之以情，就一定能够教育管理好留守学生。一年来，我校虽然做了一定的工作，也进行了一些探索，但欠缺的地方还很多，今后还需继续努力。