检索结果-内蒙古大学图书馆

基于概率整形的离散傅里叶变换扩展的300 GHz OFDM太赫兹无线传输系统

红外与毫米波学报 2024年第5期43卷 634-641页

作者：姜璐涵马晗松张沁旖田鹏韩扬王明旭谭景文徐思聪张冰 Rehim Uddim 魏怡杨雄伟李韦萍余建军专用集成电路与系统国家重点实验室复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室复旦大学信息科学与工程学院上海200433

为了适应高速大容量的通信需求,提出了采用基于概率整形(PS,Probabilistic Shaping),离散多音调制(DMT,Discrete Multi-tone Modulation)和离散傅里叶变换扩展技术(DFT,Discrete Fourier Transform)实现300GHz太赫兹信号无线传输。概率整形通过增加星座点距离提升信号接收机灵敏度,可最多降低55%的误码率,可延长传输距离。离散傅里叶变换扩展技术在系统中降低1.68 dB正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号的峰均比,提升抗非线性效应能力。通过结合这些先进的数字信号处理技术,分别实现了12GBaud PS-16QAM的OFDM-DMT信号及10GBaud PS-64QAM的DFT-S-OFDM-DMT信号1 m无线传输。基于300GHz的太赫兹无线传输系统,比较了采用这些数字信号处理技术的性能优势。

关键词：概率整形正交频分复用技术离散多音调制离散傅里叶变换扩展技术太赫兹通信

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基于LSTM非线性均衡的64QAM波分模分复用通信相干传输系统

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中国激光 2024年第17期51卷 206-212页

作者：张尧桑博涵王晨龙健宇王凯辉周雯刘博余建军复旦大学信息科学与工程学院专用集成电路与系统国家重点实验室上海200433

为满足新兴应用对通信能力日益增长的要求,提出一种基于长短时记忆网络(LSTM)的非线性均衡器,并演示一个长距离大容量波分模分复用(MDM-WDM)通信系统。该实验在650 km的少模光纤(FMF)上,实现80通道波分复用双极化48 GBaud 64QAM信号在LP... 详细信息

为满足新兴应用对通信能力日益增长的要求,提出一种基于长短时记忆网络(LSTM)的非线性均衡器,并演示一个长距离大容量波分模分复用(MDM-WDM)通信系统。该实验在650 km的少模光纤(FMF)上,实现80通道波分复用双极化48 GBaud 64QAM信号在LP11a、LP11b、LP21a、LP21b四种模式上传输。为减小系统中非线性效应的影响,在接收端数字信号处理(DSP)中,采用基于LSTM的非线性均衡技术,显著提升系统性能。实验结果表明,经650 km的少模光纤传输,系统的比特误码率(BER)能满足25%软判决前项纠错阈值(SD-FEC),净速率达到147.4 Tbit/s,属于国内领先水平。

关键词：光纤通信模分复用波分复用少模光纤神经网络均衡

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一种考虑漏电流功耗的快速校正线性模型的瞬态热分析方法

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复旦学报（自然科学版） 2023年第1期62卷 69-82页

作者：陈德政严超严昌浩朱恒亮周电曾璇复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室上海201203

随着集成电路特征尺寸不断缩小,三维集成电路越来越受重视。然而,由于三维集成电路采用多层堆叠,导致芯片内部能量密度极高、散热困难。因此,精确的三维集成电路热分析是控制三维集成电路温度的重要前提。此外,实验结果表明稳态和瞬态... 详细信息

随着集成电路特征尺寸不断缩小,三维集成电路越来越受重视。然而,由于三维集成电路采用多层堆叠,导致芯片内部能量密度极高、散热困难。因此,精确的三维集成电路热分析是控制三维集成电路温度的重要前提。此外,实验结果表明稳态和瞬态热分析的温度差异可高达60 K,因此,在某些温度敏感的关键场景中,快速、准确的瞬态热分析是必不可少的。基于已有文献提出的漏电功耗校正线性模型稳态热分析方法,本文进一步提出了快速校正线性模型方法应用于瞬态热分析问题中。该方法采用后向欧拉法对时间进行离散,并通过减少每个时刻点中迭代方程雅可比矩阵的更新以提高计算效率。实验结果表明:本文提出的方法在最高温差不超过0.521 K的精度下,相比已有的方法有约1.3~3.1倍的加速效果。

关键词：三维集成电路瞬态热分析泄漏功耗校正线性模型

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氮化镓电致发光谱及原位温度近场同测研究

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中国激光 2024年第17期51卷 213-219页

作者：康晓雪陈娜李韶颖刘真民刘书朋商娅娜黄伟卢红亮王廷云上海大学特种光纤与光接入网重点实验室上海200444 上海大学特种光纤与先进通信国际合作联合实验室上海200444 复旦大学微电子学院专用集成电路和系统国家重点实验室上海200433

温度及电致发光谱检测对于氮化镓(GaN)器件的可靠性表征至关重要。利用音叉原子力反馈和量子点修饰的光纤探针,对GaN材料微纳米区域的电致发光谱和原位温度进行近场同测研究。在音叉原子力反馈控制下,量子点光纤探针趋近GaN样品表面。... 详细信息

温度及电致发光谱检测对于氮化镓(GaN)器件的可靠性表征至关重要。利用音叉原子力反馈和量子点修饰的光纤探针,对GaN材料微纳米区域的电致发光谱和原位温度进行近场同测研究。在音叉原子力反馈控制下,量子点光纤探针趋近GaN样品表面。近场收集电致发光谱和探针针尖处量子点的荧光谱,依据量子点荧光谱峰位偏移与温度的线性关系,解调出样品表面微纳米区的原位温度。不同电压激励下GaN电致发光谱及温度同测结果表明:在0~12 V的激励电压范围内,当激励电压达到9 V时,GaN开始出现电致发光现象,电致发光谱峰强随着激励电压的升高而逐渐升高,中心峰位保持不变,且电致发光导致其自身阻抗特性发生变化,从而导致9~12 V激励电压范围内的GaN表面温度梯度明显高于0~9 V激励电压范围内的温度梯度。该方法实现了近场电致发光谱和温度的原位同测,为器件可靠性研究提供了新的测量手段。

关键词：量子点光纤探针氮化镓近场测温电致发光谱原位检测

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基于二维矿物材料的RRAM器件实现非马尔可夫链功能

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科学通报 2022年第1期67卷 6-7页

作者：周鹏复旦大学微电子学院专用集成电路与系统国家重点实验室上海200433

在大数据时代,各类数据的分析与预测日益重要.结合数据历史状态以实现预测,即数据的非马尔可夫过程(the non-Markov chain),更能凸显出大数据分析的优越性.从算法上说,非马尔可夫链的下一状态不仅与当前状态相关,还与上一状态转换到当... 详细信息

在大数据时代,各类数据的分析与预测日益重要.结合数据历史状态以实现预测,即数据的非马尔可夫过程(the non-Markov chain),更能凸显出大数据分析的优越性.从算法上说,非马尔可夫链的下一状态不仅与当前状态相关,还与上一状态转换到当前状态的路径相关.相对于马尔可夫链,非马尔可夫链更接近现实的物理世界,具有更高的预测准确度.此外,很多物理模型都遵守这一过程,如与时间相关的脑神经突触、环境相关的量子纠缠态和热力学过程等.

关键词：马尔可夫链大数据分析热力学过程矿物材料状态转换量子纠缠态大数据时代物理模型

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一种采用互连线电容耦合的线计算电路设计

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西安电子科技大学学报 2022年第3期49卷 213-221页

作者：李林张会红张跃军宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315211 复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室上海201210

随着集成电路工艺节点的不断推进,互连线间的寄生效应越来越明显。互连线已经成为制约提高芯片计算能力的关键因素之一,考虑将互连线作为逻辑计算的设计方法引起设计者的广泛关注。通过对互连线间电容耦合效应的研究,提出一种采用金属... 详细信息

随着集成电路工艺节点的不断推进,互连线间的寄生效应越来越明显。互连线已经成为制约提高芯片计算能力的关键因素之一,考虑将互连线作为逻辑计算的设计方法引起设计者的广泛关注。通过对互连线间电容耦合效应的研究,提出一种采用金属互连线间的确定性信号干扰来进行逻辑计算的电路设计方案。该方案首先分析金属互连线间电容耦合关系,构建电容耦合模型。然后利用纳米金属线构成耦合电容,调节干扰线与受扰线之间的耦合强度以及调整反相器阈值,设计与非、或非、异或、同或逻辑,在此基础上实现互连线电容耦合的3线-8线译码器。最后,采用台积电65 nm互补金属氧化物半导体工艺,Cadence Spectre环境下仿真验证,结果表明所设计的线计算电路功能正确。与台积电65 nm工艺库的标准单元相比,二输入线计算与非门使用的晶体管数量减少25%,二输入线计算同或门的功耗减少29.1%,四输入线计算与非门的面积和功耗延时积分别减少46.4%和55%。因此,线计算逻辑门具有低硬件开销特性,提供了密集实现数字集成电路的新途径,有利于芯片向小型化发展。

关键词：电容耦合金属互连线线计算逻辑门译码器

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RISCV密码专用处理器能效概率模型与体系结构研究

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电子与信息学报 2021年第6期43卷 1541-1549页

作者：李伟别梦妮陈韬吴艾青南龙梅解放军信息工程大学郑州450000 复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室上海200433

该文以高能效为目标,建立了密码专用处理器能效概率模型,并指导高能效密码专用处理器体系结构设计。该文将面向密码领域的专用指令处理器设计空间探索问题描述为“1”值在配置矩阵中的定位问题,通过引入概率矩阵进一步将定位问题转化为... 详细信息

该文以高能效为目标,建立了密码专用处理器能效概率模型,并指导高能效密码专用处理器体系结构设计。该文将面向密码领域的专用指令处理器设计空间探索问题描述为“1”值在配置矩阵中的定位问题,通过引入概率矩阵进一步将定位问题转化为最优配置的概率问题,并基于机器学习思想提出了密码专用处理器最高能效概率模型。实验证明,该文提出的能效概率模型平均经过2300次迭代输出最终结果,且预测准确率达到92.7%。根据最高能效概率模型,对密码专用处理器设计空间进行探索,获取满足高能效需求的密码专用处理器运算单元集合,以扩展指令的方式将其集成到开源通用64位RISCV处理器核心Araine中,提出高能效密码专用处理器体系结构。将该处理器在CMOS 55 nm工艺下进行逻辑综合,结果表明,该文提出的RISCV密码专用处理器与扩展前相比面积增大了426874 mm^(2),关键延迟增加了0.51 ns,完成密码算法总时间面积积增幅之和为0.46,执行常见密码算法能效比在1.61~35.16 Mbps/mW范围内。

关键词：密码处理器机器学习能效概率模型高能效

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基于动态补偿的椭圆曲线密码低成本抗功耗攻击策略及硬件结构研究

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电子与信息学报 2021年第9期43卷 2439-2448页

作者：李伟曾涵陈韬南龙梅解放军信息工程大学郑州450000 复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室上海200433

椭圆曲线密码(ECC)芯片的抗功耗攻击能力往往以电路性能、面积或功耗为代价。该文分析了在椭圆曲线密码点乘运算中密钥猜测正确与错误时的中间数据汉明距离概率分布差异性,提出一种基于动态汉明距离调控的功耗补偿方法,利用模拟退火算... 详细信息

椭圆曲线密码(ECC)芯片的抗功耗攻击能力往往以电路性能、面积或功耗为代价。该文分析了在椭圆曲线密码点乘运算中密钥猜测正确与错误时的中间数据汉明距离概率分布差异性,提出一种基于动态汉明距离调控的功耗补偿方法,利用模拟退火算法离线寻找最优的映射矩阵,最终形成椭圆曲线密码硬件电路的等概率映射补偿模型,大大降低了中间数据与功耗的相关性。同时,以该模型为指导设计了低成本的同步功耗补偿电路,在CMOS 40 nm工艺下,防护后的ECC128电路面积增加22.8%。基于Sakura-G开发板开展了测试验证,防护电路的功耗仅增加18.8%,最小泄露轨迹数大于104,抗相关功耗分析能力提升了312倍。该策略在与随机化方法防护能力相当的情况下,不损失电路性能且硬件成本小,适用于高速或资源受限的ECC电路。

关键词：椭圆曲线密码相关功耗分析低成本模拟退火算法

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一种用于平均功率跟踪的快速响应升压转换器

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复旦学报（自然科学版） 2021年第2期60卷 166-175页

作者：马衡刘汇源徐鹏洪志良复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室上海201203

提出了一款高速高效率的平均功率跟踪(APT)升压转换器,该转换器用于无线发射系统的供电,其控制回路由一条基于固定频率关断时间(CFOT)的闭环反馈路径和一条基于一次开关(Single on/off)的开环路径组成.在稳态工作时,闭环反馈路径通过CFO... 详细信息

提出了一款高速高效率的平均功率跟踪(APT)升压转换器,该转换器用于无线发射系统的供电,其控制回路由一条基于固定频率关断时间(CFOT)的闭环反馈路径和一条基于一次开关(Single on/off)的开环路径组成.在稳态工作时,闭环反馈路径通过CFOT控制器实现了稳定的脉冲宽度控制(PWM).在参考电压跟踪时,一次开关控制器通过对输出端谷值电压VL的线性化预测,准确地控制输出电压在一次开关动作后完成切换.该电源调制器在SMIC 130 nm工艺下进行设计并仿真,实现了3.2μs/V的参考电压跟踪速度和96.5%的峰值效率.

关键词：平均功率跟踪升压转换器参考电压跟踪一次开关

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基于施密特触发的高鲁棒性亚阈值标准单元

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电子与信息学报 2021年第6期43卷 1550-1558页

作者：张跃军韩金亮张会红复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室上海201210 宁波大学信息科学与工程学院宁波315211

亚阈值电路是低功耗重要发展方向之一。随着电源电压降低,晶圆代工厂提供的标准单元电路性能容易受噪声和工艺偏差的影响,已经成为制约亚阈值芯片的瓶颈。该文提出一种基于施密特触发(ST)与反向窄宽度效应(INWE)的亚阈值标准单元设计方... 详细信息

亚阈值电路是低功耗重要发展方向之一。随着电源电压降低,晶圆代工厂提供的标准单元电路性能容易受噪声和工艺偏差的影响,已经成为制约亚阈值芯片的瓶颈。该文提出一种基于施密特触发(ST)与反向窄宽度效应(INWE)的亚阈值标准单元设计方案。该方案首先利用ST的迟滞效应与反馈机制,在电路堆叠结点处添加施密特反馈管以优化逻辑门、减少漏电流、增强鲁棒性;然后,采用INWE最小宽度尺寸与分指版图设计方法,提高电路的开关阈值与MOS管的驱动电流;最后,在TSMC 65 nm工艺下构建标准单元的物理库、逻辑库和时序库,完成测试验证。实验结果表明,所设计的亚阈值标准单元与文献相比,功耗降低7.2%~15.6%,噪声容限提升11.5%~15.3%,ISCAS测试电路的平均功耗降低15.8%。

关键词：标准单元低功耗亚阈值施密特触发特性

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