检索结果-内蒙古大学图书馆

压电与声光 2024年第4期46卷 562-569页

作者：韩硕杨晓峰复旦大学集成电路与系统国家重点实验室上海200433 复旦大学上海市超精密检测运动与控制中心上海200433

尺蠖式压电陶瓷电机具有小尺寸,长行程,纳米级定位和大推力的特性,被广泛应用于集成电路装备和精密运动平台中。然而目前受其驱动器约束,难以实现长行程运动时高精度定位、位移可控和速度可控,因而无法应用到具有高推力、高速度和长行... 详细信息

尺蠖式压电陶瓷电机具有小尺寸,长行程,纳米级定位和大推力的特性,被广泛应用于集成电路装备和精密运动平台中。然而目前受其驱动器约束,难以实现长行程运动时高精度定位、位移可控和速度可控,因而无法应用到具有高推力、高速度和长行程纳米级精度定位的集成电路7 nm工艺IC芯片检测装备中。提出并开发了一种双模式驱动器,基于电荷效应和应力效应原理分别建立了位移-电压和速度-频率的控制模型。采用滑模控制的方法解决了在双模式驱动器大电压输出时的纹波问题,提高了尺蠖式压电陶瓷电机输出的位移分辨率。通过实验对双模式驱动器进行了硬件性能和控制模式验证,同时验证了尺蠖式压电陶瓷电机的运动特性。

关键词：尺蠖式压电陶瓷电机双模式驱动器滑模控制大电压低纹波

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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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面向深度神经网络加速芯片的高效硬件优化策略

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电子与信息学报 2021年第6期43卷 1510-1517页

作者：张萌张经纬李国庆吴瑞霞曾晓洋东南大学电子学院国家专用集成电路系统工程技术研究中心南京210096 复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室上海200433

轻量级神经网络部署在低功耗平台上的解决方案可有效用于无人机(UAV)检测、自动驾驶等人工智能(AI)、物联网(IOT)领域,但在资源有限情况下,同时兼顾高精度和低延时来构建深度神经网络(DNN)加速器是非常有挑战性的。该文针对此问题提出... 详细信息

轻量级神经网络部署在低功耗平台上的解决方案可有效用于无人机(UAV)检测、自动驾驶等人工智能(AI)、物联网(IOT)领域,但在资源有限情况下,同时兼顾高精度和低延时来构建深度神经网络(DNN)加速器是非常有挑战性的。该文针对此问题提出一系列高效的硬件优化策略,包括构建可堆叠共享计算引擎(PE)以平衡不同卷积中数据重用和内存访问模式的不一致;提出了可调的循环次数和通道增强方法,有效扩展加速器与外部存储器之间的访问带宽,提高DNN浅层网络计算效率;优化了预加载工作流,从整体上提高了异构系统的并行度。经Xilinx Ultra96 V2板卡验证,该文的硬件优化策略有效地改进了iSmart3-SkyNet和SkrSkr-SkyNet类的DNN加速芯片设计。结果显示,优化后的加速器每秒处理78.576帧图像,每幅图像的功耗为0.068 J。

关键词：深度神经网络目标检测神经网络加速器低功耗硬件优化

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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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铁电局域场增强低维材料光电探测器研究进展(特邀)

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红外与激光工程 2022年第7期51卷 49-58页

作者：余晨辉沈倪明周勇成田恬秦嘉怡罗曼南通大学信息科学技术学院江苏省专用集成电路设计重点实验室江苏南通226019 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室上海200083

光电探测器在通讯、环境、健康和国防等日常生活及国家安全等领域中应用广泛。随着时代的发展,对光电探测器在灵敏度、响应速度及波长范围等方面的性能要求与日俱增。低维材料独特的电学及光电特性使其在光电子器件领域具有重要的应用... 详细信息

光电探测器在通讯、环境、健康和国防等日常生活及国家安全等领域中应用广泛。随着时代的发展,对光电探测器在灵敏度、响应速度及波长范围等方面的性能要求与日俱增。低维材料独特的电学及光电特性使其在光电子器件领域具有重要的应用前景。为了充分利用低维材料的优势,克服其暗电流大、吸收率低的不足,研究人员提出将铁电材料与低维材料结合,利用铁电材料的剩余极化作用形成强局域场调控载流子浓度以提高低维材料的光电探测能力。文中总结了近年来铁电局域场增强低维材料光电探测器的研究成果,介绍了铁电材料对一维纳米线、二维材料以及低维结型器件的调控和性能提升方面的相关研究。最后,对铁电局域场增强低维材料光电探测器的发展趋势进行了简要的总结和展望。

关键词：铁电局域场低维材料光电探测器

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二维磁性材料与自旋系统研究进展

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真空科学与技术学报 2021年第9期41卷 850-864页

作者：周秀诚周鹏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

自旋系统是一类基于电子自旋工作的器件,具有高速、低功耗等优点,其中磁存储器被认为是下一代存储器的领跑者之一。二维材料有着天然的界面性能优势,接近微缩极限的尺寸特点,以及二维结构带来的物理特性,在自旋系统中有望得到广泛运用... 详细信息

自旋系统是一类基于电子自旋工作的器件,具有高速、低功耗等优点,其中磁存储器被认为是下一代存储器的领跑者之一。二维材料有着天然的界面性能优势,接近微缩极限的尺寸特点,以及二维结构带来的物理特性,在自旋系统中有望得到广泛运用。本文概述了二维材料在自旋领域的最新研究进展,介绍了一些常见的二维磁性材料,讨论了基于二维材料的二维自旋器件,以及回顾了基于二维材料的磁性调控,最后总结了这一领域仍然面临的挑战,并对未来发展进行了展望。

关键词：微电子学与固体电子学二维材料综述自旋系统非易失性存储器磁性隧穿结全自旋逻辑自旋轨道耦合

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基于调频连续波雷达的物体运动状态实时检测算法研究

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物理学报 2021年第19期70卷 264-273页

作者：屈奎张荣福肖鹏程上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室上海201203

微波雷达依靠非接触、响应速度快、对自然环境的适应性强等特点在物体运动状态检测中的应用越来越广泛.常用的调频连续波雷达运动检测算法基于差拍信号频谱的峰值估计,存在计算量大,抗干扰能力差等缺点.本文通过对运动物体的差拍信号做... 详细信息

微波雷达依靠非接触、响应速度快、对自然环境的适应性强等特点在物体运动状态检测中的应用越来越广泛.常用的调频连续波雷达运动检测算法基于差拍信号频谱的峰值估计,存在计算量大,抗干扰能力差等缺点.本文通过对运动物体的差拍信号做特定频率的离散傅里叶变换,将变换后的实部和虚部在互相垂直的两个方向上进行叠加,其合成轨迹近似为椭圆,求出各轨迹点的相位即可还原物体的运动状态.该算法无需对每个调频周期的拍信号做频谱分析,时间复杂度较低.静止物体的拍信号被处理成了固定的直流信号,对运动物体的测量不造成影响,具有抗静止物体干扰的能力.在雷达中心频率为24 GHz,带宽为0.15 GHz的条件下对算法进行了验证,位移测量精度达到0.27 mm,以500 mm作为位移的测量范围,线性度达到0.05%.速度的测量精度为1.11 mm/s.

关键词：微波调频连续波雷达运动检测合成轨迹

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高精度高摆幅多工位ADC测试系统设计

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电子技术应用 2023年第4期49卷 44-51页

作者：王于波胡毅关媛王琨李大猛肖鹏程北京智芯微电子科技有限公司北京102200 复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室上海201203

基于V93000 ATE设计了一种采用外加电源升压变换模块及可变增益仪器仪表运算放大器,以解决大输入摆幅高精度多工位ADC的量产测试需求的测试方案。理论分析和测试验证结果表明,该ADC测试系统可分别产生峰峰值超过29 V的Ramp波和正弦波测... 详细信息

基于V93000 ATE设计了一种采用外加电源升压变换模块及可变增益仪器仪表运算放大器,以解决大输入摆幅高精度多工位ADC的量产测试需求的测试方案。理论分析和测试验证结果表明,该ADC测试系统可分别产生峰峰值超过29 V的Ramp波和正弦波测试信号,测试信号SNR优于105 dB、THD优于-103 dB,可以满足16 bit、±10 V甚至以上高输入摆幅多工位ADC的大批量量产测试需求。

关键词：自动测试设备 A/D转换器动态参数测试 ADC终测

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