检索结果-内蒙古大学图书馆

针对含复杂结构的MEMS器件,提出基于异构宏模型的系统级建模方法,即将基于解析法和基于数值计算的宏建模方法结合起来提取复杂器件的参数化宏模型,在此基础上实现MEMS系统级仿真。以z轴加速度计为例,在Saber中进行其系统级的时域、频域仿真,将仿真结果与有限元分析进行了比较,其仿真时间小于3min,相对误差小于3%,表明该方法能够快速有效地实现复杂结构MEMS器件的系统级仿真。

关键词：异构宏模型系统级建模微机电系统仿真

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具有空间连续行为的微型压力传感器系统级建模

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传感技术学报 2006年第5B期19卷 1840-1843页

作者：张承亮马炳和常洪龙苑伟政西北工业大学微/纳米系统实验室西安710072

大多数MEMS器件(如梁、膜等)的动态特性方程为偏微分方程,因此建立对应组件的可重用参数化行为模型是一个难题.本文通过有限差分法把偏微分方程转化为常微分方程组,然后采用混合信号硬件描述语言进行描述,解决了该问题.针对电容式微型... 详细信息

大多数MEMS器件(如梁、膜等)的动态特性方程为偏微分方程,因此建立对应组件的可重用参数化行为模型是一个难题.本文通过有限差分法把偏微分方程转化为常微分方程组,然后采用混合信号硬件描述语言进行描述,解决了该问题.针对电容式微型压力传感器,专门考虑膜片的空间连续行为以及结构、静电力的耦合作用,建立了包含接口电路在内的系统模型,据此进行了动态行为仿真.通过结果对比,验证了方法的实用性.相对于通用的参数化组件模型,当前MEMS商业化软件多采用逐个器件进行宏模型抽取的方式实现系统级建模和仿真.

关键词：偏微分方程系统级建模可重用参数化模型电容式压力传感器硬件描述语言

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一种基于多端口组件网络的MEMS系统级建模方法

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机械科学与技术 2005年第2期24卷 192-194,198页

作者：霍鹏飞马炳和苑伟政西北工业大学微/纳米系统实验室西安710072

以多端口组件及其网络的研究作为理论基础,创建了专门针对MEMS的系统级建模方法———用单个组件表示MEMS的各功能结构部件,组件的端口表征与部件有关的各种物理量,依据一定规则联结组件形成的网络表征整个微系统。该方法采用常... 详细信息

以多端口组件及其网络的研究作为理论基础,创建了专门针对MEMS的系统级建模方法———用单个组件表示MEMS的各功能结构部件,组件的端口表征与部件有关的各种物理量,依据一定规则联结组件形成的网络表征整个微系统。该方法采用常微分和代数方程描述组件的行为,混合信号硬件描述语言作为组件及其网络的建模语言。以梁为例,阐述了如何建立其行为方程,以得到参数化、可供重用的组件模型。上述研究结合微加速度计的系统级设计应用实例,表明该方法是实现MEMS系统级建模的有效手段,能针对MEMS固有的多能量域耦合行为等进行快速建模与仿真。

关键词：多端口组件网络系统级建模 MEMS 硬件描述语言

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MEMS惯性传感器的系统级建模技术研究

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西北工业大学学报 2004年第4期22卷 403-407页

作者：霍鹏飞苑伟政马炳和西北工业大学微纳米系统实验室陕西西安710072

阐述了基于多端口组件网络的MEMS建模方法——把MEMS器件分割为多个功能结构部件,并建立其参数化多端口组件模型,通过组件端口的相互联结形成的网络表征整个MEMS器件。根据物体的相对运动理论并采用能量法表述了建立微惯性器件的组件模... 详细信息

阐述了基于多端口组件网络的MEMS建模方法——把MEMS器件分割为多个功能结构部件,并建立其参数化多端口组件模型,通过组件端口的相互联结形成的网络表征整个MEMS器件。根据物体的相对运动理论并采用能量法表述了建立微惯性器件的组件模型的一般方法。在此研究基础上,形成了MEMS的可重用组件模型库并以此建立了一电容式微陀螺的系统级模型。仿真结果表明多端口组件网络方法是快速建立和仿真MEMS系统级模型的有效方法,而物体的相对运动理论和能量法对建立惯性MEMS的组件模型具有普遍指导意义。

关键词：多端口组件网络方法 MEMS惯性器件系统级建模

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基于POOSL的系统级建模及性能分析研究

基于POOSL的系统级建模及性能分析研究

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作者：方林波北京工业大学

学位级别：博士

嵌入式系统设计面临着系统复杂性的不断增加以及设计周期的逐渐缩短等问题的挑战,这类挑战来自于设计初期模糊的设计参数及非功能性需求(低成本、低功耗等)的不断增加等。传统的嵌入式系统设计方法仅凭个人经验取舍,无法保证产品设计的... 详细信息

嵌入式系统设计面临着系统复杂性的不断增加以及设计周期的逐渐缩短等问题的挑战,这类挑战来自于设计初期模糊的设计参数及非功能性需求(低成本、低功耗等)的不断增加等。传统的嵌入式系统设计方法仅凭个人经验取舍,无法保证产品设计的正确性及合理性,不能适应嵌入式系统日趋复杂的需要。系统级设计方法在嵌入式系统的软/硬件实现之前,通过建立系统的可执行模型,定性和定量地分析系统的性能,对系统的需求及规格说明进行有效的评估,从而确定最初设计方案的可行性,并及时发现设计错误,避免了设计过程的反复,降低了开发成本。\n 系统级设计方法的核心是系统级建模及性能分析,面向对象的形式化建模语言(Parallel Object-Oriented Specification Language,POOSL)是荷兰爱因霍芬(Eindhoven)大学研究和设计的专门针对复杂实时软/硬件系统开发而设计的,基于严密的数学语义,能精确地描述系统的并发性、分布性、时间、通讯和功能特性,已经被证明是一种非常高效的分析和评估工业级复杂系统的建模语言。本文以POOSL作为系统级建模语言,通过实例分析,研究复杂嵌入式系统的系统级建模及性能分析方法。\n 本文针对复杂嵌入式系统的特点,从系统级设计流程、系统级建模的指导原则和方法、性能分析的数学技术和POOSL性能分析库的扩展、工业级实例的系统级建模和性能分析4个方面进行研究,形成了一套复杂嵌入式系统的系统级建模及性能分析方法。\n (1)详细分析了基于POOSL的系统级设计方法-SHE(Soffware/Hardware Engineering)方法,针对复杂嵌入式系统的特点对其设计流程进行了改进,提出了复杂嵌入式系统的系统级设计流程。在此基础上,提出了基于POOSL的系统级建模方法(POOSL-Based Hierarchy Modeling Methods,PB-HMM),包括层次化建模、\"Top-Down\"建模方法、面向对象建模技术和基于Y-Chart的资源建模方法。实践表明,PB-HMM满足了复杂嵌入式系统系统级建模的需要。\n (2)为了使建模过程工程化,提高模块的可重用性和可维护性,针对系统级建模中反复出现的数据抽象、信号原语抽象、异步并发处理和进程间通讯等机制的实现过程,提出了通用建模模式(Modeling Patterns)和构件式建模方法,以指导具体的建模实现过程,并构建了典型的嵌入式系统构件的模型库。\n (3)为了定量分析嵌入式系统的吞吐量、平均延时和处理器的平均利用率等性能指标,本文运用再生周期技术分析计算这类指标的点估计值和置信区间,并扩展了建模工具SHESim的构件库,以方便嵌入式系统建模时重用。为了验证性能分析库的正确性,建立了选择重传滑动窗口协议的性能分析模型,定量地分析了窗口大小、包大小和超时间隔等参数对协议性能的影响。分析结果表明,扩展的性能分析库能有效地应用于系统性能指标的定量分析。\n (4)以IEEE 802.11协议栈和无线接入系统的系统级建模和性能分析为例,进一步验证了所提出的系统级建模方法和性能分析技术的有效性。建立了IEEE802.11协议栈的抽象模型,从行为和数学分析两方面验证了模型的正确性,分析了最小竞争窗口CWmin等参数对有效吞吐量、平均延时等性能指标的影响,并确定了关键参数的最优取值。另外,还建立了基于IEEE 802.11b协议的无线接入点(Access Point,AP)系统的系统级模型,分析了AP中相关参数如CWmin对系统性能的影响,确定了AP系统设计中待确定的CPU处理速度。\n 本文针对复杂嵌入式系统的特点,提出了系统级设计流程和系统级建模的方法；针对建模的具体实现过程,提出了通用的建模模式和构件式建模方法,方便了快速建模和模型构件的重用；通过POOSL性能分析库的扩展,完善了系统级建模和性能分析的工具平台；以IEEE 802.

关键词： POOSL 系统级建模嵌入式系统面向对象建模形式化建模语言模型库

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MEMS微波功率传感器的系统级建模

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电子器件 2021年第6期44卷 1353-1359页

作者：孙国琛张志强刘佳琦郑从兵东南大学MEMS教育部重点实验室江苏南京210096

提出了一种基于力-电和热-电原理的MEMS微波功率传感器,并依次对基于力-电转换原理的电容式MEMS微波功率传感器和基于热-电转换原理的热电式MEMS微波功率传感器进行建模。其一是通过采用挠度方程对力-电转换原理部分的固支梁建立力-电模... 详细信息

提出了一种基于力-电和热-电原理的MEMS微波功率传感器,并依次对基于力-电转换原理的电容式MEMS微波功率传感器和基于热-电转换原理的热电式MEMS微波功率传感器进行建模。其一是通过采用挠度方程对力-电转换原理部分的固支梁建立力-电模型;二是通过采用热传导方程对热-电转换原理部分的温度分布建立二维热-电模型。最后将微波功率等效为均方根电压,以固支梁形变量为线索串联起力-电和热-电转换原理部分,研究微波功率、力-电转换原理部分的固支梁形变以及热-电转换原理部分的热电势之间关系,进而得到包含多物理场的系统级模型。对于电容式传感器,解析模型仿真结果与HFSS仿真结果具有较好的一致性,验证了其模型的有效性;而对于热电式传感器,衬底膜的厚度越薄,热电堆的冷热两端温差越高,进而输出热电势越大。结果表明,该MEMS微波功率传感器在30 GHz~35 GHz时插入损耗S_(11)在-0.1 dB~-0.3 dB范围内,反射损耗S_(11)小于-18 dB;当输入微波功率分别为160 mW和320 mW时,热电势在32 GHz时分别为42.41 mV和84.85 mV,在40 GHz时分别为40.03 mV和79.11 mV。

关键词： MEMS 微波功率传感器热-电力-电系统级建模

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片上网络路由单元的系统级建模研究

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微电子学与计算机 2009年第1期26卷 93-96页

作者：丁帅吴宁葛芬王祺南京航空航天大学信息科学与技术学院江苏南京210016

片上网络(Network on Chip,NoC)仿真平台的搭建及路由单元的物理级实现先要有系统级的路由单元模型.提出了二维网格拓扑结构下的NoC路由单元模型,裁剪了OSI的7层协议模型作为路由单元的通信协议,在SystemC平台下实现了建模.模型采用了... 详细信息

片上网络(Network on Chip,NoC)仿真平台的搭建及路由单元的物理级实现先要有系统级的路由单元模型.提出了二维网格拓扑结构下的NoC路由单元模型,裁剪了OSI的7层协议模型作为路由单元的通信协议,在SystemC平台下实现了建模.模型采用了改进的XY维序路由算法、虫孔交换和轮询仲裁的方法,完成数据包的路由和微片的转发,在具体结构上采用全连接开关网络作为交换开关,并在模型的每个输入端设置了四条虚拟通道提升路由单元的性能.

关键词：片上网络路由单元系统级建模二维网格通信协议

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基于VHDL-AMS语言的MEMS系统级建模与仿真

基于VHDL-AMS语言的MEMS系统级建模与仿真

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作者：郭玮玮西安工业大学

学位级别：硕士

微机电系统（MEMS）是一个多学科技术交叉的新兴领域，在航空、航天、军事等领域有着广泛应用。MEMS学科发展迅速，与其相对应的设计方法与技术却没有同步地发展起来。传统的在单一能量域内进行建模与仿真的方法已不能满足MEMS设计的要... 详细信息

微机电系统（MEMS）是一个多学科技术交叉的新兴领域，在航空、航天、军事等领域有着广泛应用。MEMS学科发展迅速，与其相对应的设计方法与技术却没有同步地发展起来。传统的在单一能量域内进行建模与仿真的方法已不能满足MEMS设计的要求，迫切需要对包括机械结构、电子线路等多能量域的系统从整体（系统级）上进行设计分析。\n 本文针对上述问题，采用多端口组件网络建模思想，建立了由标准硬件语言VHDL-AMS编码的MEMS三维组件库，用于MEMS系统级的建模与仿真中。\n 研究了MEMS组件的结构力学行为。针对惯性MEMS器件的建模，采用拉格朗日方程、结构矩阵分析理论和刚体相对运动理论在三维空间内建立了梁、质量块、锚点的行为模型。\n 研究了静电-结构耦合行为特性。在MEMS系统中，静电-结构耦合组件被广泛应用于微致动器和微传感器中，是MEMS组件库中必不可少的部分。这里从能量守恒原理出发，深入研究和分析了微尺度条件下导电结构间的电容行为特性，建立了平板式可变电容器与梳状可变电容器的行为模型。\n 在上述工作的基础上，建立了由VHDL-AMS硬件语言编码的MEMS三维组件库，包括梁、质量块、锚点、平板式可变电容器、梳状可变电容器。给出了三维组件库中所有单元的仿真，并采用有限元分析方法对所建组件模型进行了精确性验证，误差均在5%以内。仿真结果表明所建模型能够精确地描述相应功能结构组件的行为特性。\n 由上述建立的MEMS三维组件库，对硅微引信固态安全系统中谐振器和发射保险MEMS器件与X轴加速度计进行了建模与仿真。将仿真结果与有限元分析结果进行了对比，误差在5%以内。仿真结果表明所建的VHDL-AMS的模型能够精确的描述MEMS的系统动态行为特性。\n 仿真分析和实际加工均表明所建立VHDL-AMS的三维组件库满足MEMS系统级快速仿真、跨平台设计的要求。

关键词：微机电系统 MEMS系统系统级建模多端口组件网络法 VHDL-AMS 组件库

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一种异构多核SoC存储精确系统级建模的设计实现

一种异构多核SoC存储精确系统级建模的设计实现

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作者：李春晨南京大学

学位级别：硕士

过去的20年,伴随着集成电路的飞速发展,系统级芯片(SoC)得到了越来越多的应用,并取得了巨大的成功,SoC产品目前随处可见并深刻的影响着我们的生活。按照摩尔定律的预测,芯片的集成度越来越高,集成电路生产技术的进步为我们设计更强大的... 详细信息

过去的20年,伴随着集成电路的飞速发展,系统级芯片(SoC)得到了越来越多的应用,并取得了巨大的成功,SoC产品目前随处可见并深刻的影响着我们的生活。按照摩尔定律的预测,芯片的集成度越来越高,集成电路生产技术的进步为我们设计更强大的SoC产品带来了现实基础,SoC芯片必然会向着高复杂度,小尺寸,低功耗的方向迈进。传统的芯片设计方法已经越来越不能满足未来的芯片设计需求。为了解决这一设计与生产技术的矛盾,大量的芯片厂商开始把目光投向芯片设计方法的改进上,采用系统级建模的SoC芯片设计方法得到了大多数人的认可。系统级建模提高了SoC芯片设计的抽象层次,省略了芯片设计中某些不必要的细节,大大简化了设计的复杂性,提高了设计效率,降低了仿真的时间消耗,从而节约了设计成本。随着研究的深入,越来越多的建模方法被提出。本文系统介绍了目前系统级建模的主要方法,并对它们进行了层次上的分类。这些建模方法没有优劣之分,不同的芯片设计需求适用不同的系统建模方法,具体实现时需考虑成本与性能的平衡。选择了合适的建模方法后,还需要遵循系统建模的一般设计思路。系统建模是对芯片系统的顶层抽象,所以自然要遵循“自顶向下”的设计思路；同时面向对象的思想在系统建模中也能提供很大的帮助。面向对象技术是软件设计中的概念,为软件设计带来了根本性的改变,得到了普遍的认可。目前面向对象技术已经摆脱了语言的狭隘范畴,而向着更高层次发展,产生了模式和框架等设计理念,并形成了自己的设计方法学。面向对象的技术在硬件设计中同样适用,如抽象、封装等技术,在硬件设计语言中模块化设计也有封装的概念。本文在此基础上进一步分析了面向对象中的继承、多态、模式等技术的硬件特征,以及在芯片设计中可能的应用。可以预见的是,面向对象的设计理念和设计方法学一定会使得硬件设计流程更加的合理,层次更加清晰,并能得到理想的设计效率。采用面向对象技术,本文实现了一款应用于异构多核硬件系统中的基于存储精确的C++系统级模型,而该硬件系统用于实现NCS雷达成像算法的软件的运行。NCS成像算法中的主要运算有FFT/IFFT、复数运算、转置运算等。而在系统级模型中,这些运算都会有专门的运算模块进行处理,它们分别是FFT/IFFT模块、运算模块以及转置模块。论文的最后介绍了该模型的实现细节,详细说明了硬件建模的类的映射方法,以及简化互连结构的主要思路。片上软件通过调用各个硬件类模块来实现,数据存储于DDR模块中,且存储地址空间固定,实现存储精确。该模型只关注数据流,而对控制单元不予建模,简化了模型的复杂度,为芯片系统的软硬件划分及优化提供了先验性的方案论证,并为片上软件的调试提供了中间数据。

关键词：系统级建模面向对象存储精确顶层设计

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