新能源汽车动力电池/生物信息基因组学/智能安全芯片设计

教风三应博

课题一：
密钥是所有信息安全的基础，任何信息安全方法和应用都离不开密钥。在日常生活中，浏览网页、在线会议、视频电话、聊天通讯、在线支付等等应用都涉及对数据的加解密，如果数据直接在网络上进行传递，那攻击者可以直接窃取这些数据，导致对个人隐私、财产的严重危害，因此，几乎所有重要的数据在通过网络传递之前都需要加密，在到达彼岸的时候进行解密，而加解密都需要基于密钥。传统密钥主要是基于非易失性存储器进行存储的，在带有存储的芯片制造之后，通过特定的端口向芯片中写入密钥数据。在一些应用中，加解密功能是通过软件完成的，在一些对于安全性、计算速度更高的应用场景中，加解密功能是通过硬件实现的。下一代密钥提供了与传统密钥不同的数据生成方法和存储方法，具有更高的安全性。下一代密钥不完全由人为生成，而是由芯片自身在生产制造过程中的随机扰动决定，具有芯片制造前不可控制、芯片制造时不可预测、芯片制造后物理不可克隆的重要优势，无需从外界写入，而是随着芯片制造内部自然形成，是芯片的电子指纹，其被称之为物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function，简称PUF)。
课题二
生物信息学是以生物大分子为研究，以计算机为工具，运用数学和信息系学的观点，理论和方法去研究生命现象、组织和分析呈指数级增长的生物信息数据的一门科学。其中基因组学的研究在生物信息学领域占有举足轻重的地位。
基因组学致力于研究定义基因组以及发现发生在基因组上的可能导致疾病的变异。在过去二十多年里，基于基因测序和筛选技术的新进展，基因组学经历了重大发展。现在基因组学专家可以进行人类基因图谱的绘制，以改善人们的健康，更好地了解疾病的发生，发展及诊疗。该领域提供基因组信息以及相关数据系统利用，试图解决生物，医学，和工业领域的重大问题。基因组学能为一些疾病提供新的诊断，治疗方法。例如基因组测试，能用来评估病人发生的个体危险率，这有助于医生获得更多的治疗信息并进行个性化医疗。基因组学的主要工具和方法包括：生物信息学，遗传分析，基因表达测量和基因功能鉴定。
课题三
为解决能源危机及环境污染问题，我国将发展新能源汽车定为战略国策，新能源汽车及动力电池系统产业迎来黄金发展期。据统计，我国的新能源汽车产销量已连接6年位居全球第一，已培育动力电池千亿级头部企业。为了保证新能源汽车，特别是电动汽车的安全运行，需要配备电池管理系统对其进行高效管理及控制。因此，对新能源汽车电池系统的研究不仅限于于车辆工程专业，还包括材料、控制、自动化、计算机等相关专业。随着电动汽车的普及，其剩余电量及续驶里程焦虑和起火安全焦虑也成为广大车主的主要诟病。高效智能的电池管理系统应该具备电池的剩余电量估算、健康状态估算、峰值功率估算、和安全预警功能。
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