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基于分段级联多模干涉的Ta_(2)O_(5)980/1550 nm波分复用/解复用器

物理学报 2025年第2期74卷 129-136页

作者：何希文马德岳张政王荣平刘继桥陈卫标周治平中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部上海201800 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 宁波大学高等技术研究院宁波315211 北京大学电子学院北京100871

提出一种紧凑的基于多模干涉效应的氧化钽(Ta_(2)O_(5))波长双工器,用于实现980和1550 nm波长的复用和解复用.该器件采用对称干涉和配对干涉级联的混合多模干涉波导结构,在不利用亚波长光栅等复杂结构调控泵浦光和信号光拍长的基础上,... 详细信息

提出一种紧凑的基于多模干涉效应的氧化钽(Ta_(2)O_(5))波长双工器,用于实现980和1550 nm波长的复用和解复用.该器件采用对称干涉和配对干涉级联的混合多模干涉波导结构,在不利用亚波长光栅等复杂结构调控泵浦光和信号光拍长的基础上,将分段多模干涉波导的总长度缩短为普通配对型多模干涉波导结构的1/3.采用三维有限时域差分(3D-FDTD)工具对建立的模型进行分析和优化,结果表明所设计的MMI型双工器具有较低的插损和较高的工艺容差性,在980 nm处插损为0.4 dB,1550 nm处插损为0.8 dB,消光比均优于16 dB.该器件在1550 nm波长周围的1 dB带宽达150 nm,在980 nm波长周围的1 dB带宽达70 nm.文中设计的多级干涉结构极大地降低了MMI器件的设计难度并缩小了980/1550 nm波分复用/解复用器的整体尺寸,有望应用在片上集成的掺铒波导放大器和激光器领域.此外,不同多模干涉机制级联的设计思路为分离两个中心波长相隔较远的光信号提供了技术参考,在通信波段和中红外波段波分复用/解复用器件上具有潜在的应用价值.

关键词：多模干涉级联波分复用氧化钽

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一种宽负载电流范围的高效率A-COT Buck DC-DC设计

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微电子学与计算机 2025年第2期42卷 112-119页

作者：马骏骑周晓笛黄磊磊张润曦石春琦华东师范大学微电子电路与系统研究所上海200241

提出了一种基于自适应恒定导通时间(Adaptive constant-on-time,A-COT)的Buck DC-DC芯片,在0.001~2.000 A的宽负载电流范围内实现了高效率。对于大负载,引入栅压自举电路,采用NMOS作为高边(High Side,HS)开关,以减少导通损耗。随着负载... 详细信息

提出了一种基于自适应恒定导通时间(Adaptive constant-on-time,A-COT)的Buck DC-DC芯片,在0.001~2.000 A的宽负载电流范围内实现了高效率。对于大负载,引入栅压自举电路,采用NMOS作为高边(High Side,HS)开关,以减少导通损耗。随着负载电流的减小,电路自动过渡到离散导通模式(Discrete Conduction Mode,DCM),由过零检测电路(Zero-crossing Detection,ZCD)控制,降低开关频率和开关损耗。极轻载时,电路进入低功率模式(Low-power Mode,LPM),减小控制电路的静态电流,使静态损耗最小化。为提高输出电压精度和电路稳定性,采用了Ⅲ型补偿电路,提高环路增益和相位裕度。本文提出的DC-DC变换器效率峰值达到92.38%,在1 mA负载下效率高达86.8%,在0.001~2.000 A的整个负载范围内效率均优于84.5%。

关键词：自适应恒定导通时间 DC-DC转换器宽负载范围高效率

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一款应用于802.11ax的5.3~7.4 GHz CMOS低噪声放大器设计

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固体电子学研究与进展 2025年第1期45卷 52-58页

作者：蒋欣怡石春琦黄磊磊徐珑张润曦华东师范大学微电子电路与系统研究所上海200241 华东师范大学上海市多维度信息处理重点实验室上海200241

为满足IEEE 802.11ax应用的低噪声和大带宽需求,设计了一款5.3~7.4 GHz宽带低噪声放大器(Low noise amplifier, LNA)。采用无源变压器作为辅路,实现噪声抵消,在优化噪声系数的同时不增加功耗,与未采用噪声抵消的方案相比,噪声系数改善0.... 详细信息

为满足IEEE 802.11ax应用的低噪声和大带宽需求,设计了一款5.3~7.4 GHz宽带低噪声放大器(Low noise amplifier, LNA)。采用无源变压器作为辅路,实现噪声抵消,在优化噪声系数的同时不增加功耗,与未采用噪声抵消的方案相比,噪声系数改善0.27 dB。采用开关电容阵列,实现可调谐级间网络,子带带宽和整体调谐带宽分别为700 MHz和2.1 GHz。基于等Q圆策略设计宽带输出匹配网络。该款LNA采用22 nm CMOS工艺实现,芯片测试结果表明:3 dB带宽达到2.1 GHz,峰值增益为26.5 dB,在5.3~7.4 GHz频段内,噪声系数均小于2.53 dB,增益大于23.5 dB,功耗为43.05 mW。

关键词：低噪声放大器无源辅路噪声抵消调谐宽带 802.11ax

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快速帧内预测模式选择新方法

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电子学报 2006年第1期34卷 141-146页

作者：李世平蒋刚毅郁梅宁波大学电路与系统研究所

为了提高编码性能，H．264采用了KDO（率失真优化），但与此同时带来的是计算复杂度的增加．本文着重分析了H．264中快速帧内预测模式选择的问题．为了降低帧内预测模式选择的计算复杂度，提出了一种高效的快速帧内预测模式选择算法．... 详细信息

为了提高编码性能，H．264采用了KDO（率失真优化），但与此同时带来的是计算复杂度的增加．本文着重分析了H．264中快速帧内预测模式选择的问题．为了降低帧内预测模式选择的计算复杂度，提出了一种高效的快速帧内预测模式选择算法．首先，对Pan的基于边缘方向直方图的快速算法进行了改进，同时提出了基于参考象素特征的4×4快速帧内预测模式选择算法，并将两者进行了结合．实验结果表明，本文算法和H．264校验模型JM61相比，I帧编码时间降低61％～69％，而PSNR基本保持不变，输出码率仅略有增加；与Pan的基于边缘方向直方图快速算法相比，本文算法的I帧编码时间降低12％～33％，PSNR和输出码率均基本保持不变．

关键词：帧内预测编码复杂度帧内预测模式选择

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基于余子式的组合逻辑电路覆盖等效性检测算法

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计算机辅助设计与图形学学报 2017年第11期29卷 2140-2146页

作者：张会红汪鹏君陈治文汪涛宁波大学电路与系统研究所宁波315211

覆盖等效性检测指验证2个具有不同表达式的组合逻辑电路是否实现相同的函数功能.通过扩展余子式概念,提出一种基于乘积项余子式分解及重言式判别的组合逻辑电路覆盖等效性检测算法.首先将等效性检测问题分解成电路包含检测子问题,逐一... 详细信息

覆盖等效性检测指验证2个具有不同表达式的组合逻辑电路是否实现相同的函数功能.通过扩展余子式概念,提出一种基于乘积项余子式分解及重言式判别的组合逻辑电路覆盖等效性检测算法.首先将等效性检测问题分解成电路包含检测子问题,逐一求取其中一个电路表达式对另一个电路表达式各乘积项的余子式;然后在建立各乘积项余子式的香农结构图基础上判断其是否重言式;最后根据重言式判别结果确定两电路间是否覆盖等效关系.该算法通过求取乘积项余子式对逻辑函数进行分解和降阶处理,从而加快了覆盖等效性验证速度.电路测试结果表明,文中算法是稳定有效的;对EXPRESSO软件集成的3种算法所得电路的测试结果表明,与基于真值表和BDD的2种检测算法相比,该算法具有明显的速度优势.

关键词：组合逻辑电路覆盖等效性余子式香农结构图

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混合极性列表技术及其在MPRM电路面积优化中的应用

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计算机辅助设计与图形学学报 2011年第3期23卷 527-533页

作者：李辉汪鹏君王振海宁波大学电路与系统研究所宁波315211

通过对AND/XOR展开式和函数转换的研究,提出多输出混合极性Reed-Muller(MPRM)表达式列表技术.根据Reed-Muller可编程逻辑阵列(RMPLA)的映射方法以及电路结构建立MPRM电路面积估计模型;在此基础上,结合列表技术和面积估计模型,沿非循环... 详细信息

通过对AND/XOR展开式和函数转换的研究,提出多输出混合极性Reed-Muller(MPRM)表达式列表技术.根据Reed-Muller可编程逻辑阵列(RMPLA)的映射方法以及电路结构建立MPRM电路面积估计模型;在此基础上,结合列表技术和面积估计模型,沿非循环格雷码极性遍历路径进行MPRM电路面积最佳极性搜索,得到面积最优的MPRM电路.通过对19个MCNC和ISCAS基准电路进行测试的结果表明:与Boolean电路和固定极性Reed-Muller(FPRM)电路相比,MPRM电路面积平均减少73.5%和51.8%.

关键词：混合极性Reed-Muller 列表技术面积优化穷尽搜索

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划分有限状态机的低功耗实现模型

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计算机辅助设计与图形学学报 2007年第5期19卷 642-646,650页

作者：夏银水王伦耀叶锡恩宁波大学电路与系统研究所宁波315211

通过引入映射状态,使得单状态机的状态分配算法可直接应用于被划分的有限状态机,提出了实现划分有限状态机的通用物理模型.对13个MCNC基准电路,采用文中模型进行测试,实验结果与已发表的结果相比,文中模型在功耗和面积的改进方面有一定... 详细信息

通过引入映射状态,使得单状态机的状态分配算法可直接应用于被划分的有限状态机,提出了实现划分有限状态机的通用物理模型.对13个MCNC基准电路,采用文中模型进行测试,实验结果与已发表的结果相比,文中模型在功耗和面积的改进方面有一定的优势.

关键词：划分有限状态机低功耗物理模型

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基于新型极性转换技术的XNOR/OR电路面积优化

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电子与信息学报 2012年第7期34卷 1767-1772页

作者：张会红汪鹏君俞海珍宁波大学电路与系统研究所宁波315211

极性转换是Reed-Muller(RM)逻辑电路优化的基本环节,该操作的具体数量随电路规模增长而增加,其速度直接影响整体优化算法的效率。针对RM电路的XNOR/OR实现形式,推导电路面积优化的数学模型;结合当前极性转换算法的优势,提出一种新型极... 详细信息

极性转换是Reed-Muller(RM)逻辑电路优化的基本环节,该操作的具体数量随电路规模增长而增加,其速度直接影响整体优化算法的效率。针对RM电路的XNOR/OR实现形式,推导电路面积优化的数学模型;结合当前极性转换算法的优势,提出一种新型极性转换技术;根据新型极性转换的特点,构建适用于较大规模XNOR/OR电路的面积优化算法。实验结果表明,与已有极性转换方法相比,所提新型极性转换技术能明显改善XNOR/OR电路面积优化的效率。

关键词： XNOR/OR电路极性转换面积优化

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基于65nm工艺的多端口可配置PUF电路设计

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电子与信息学报 2016年第6期38卷 1541-1546页

作者：李刚汪鹏君张跃军钱浩宇宁波大学电路与系统研究所宁波315211

物理不可克隆函数（Physical Unclonable Function,PUF）电路利用结构完全相同的电路在制造过程中存在的随机工艺偏差,产生具有唯一性、随机性和不可克隆性的密钥。该文通过对共源共栅电流镜的研究,提出一种基于电流镜工艺偏差的多端口... 详细信息

物理不可克隆函数（Physical Unclonable Function,PUF）电路利用结构完全相同的电路在制造过程中存在的随机工艺偏差,产生具有唯一性、随机性和不可克隆性的密钥。该文通过对共源共栅电流镜的研究,提出一种基于电流镜工艺偏差的多端口可配置PUF电路。该PUF电路由输入寄存器、偏差电压源、复用网络、判决器阵列和扰乱模块构成,通过激励信号配置偏差电压源,无需更换硬件便可实现输出密钥的变化,且可在一个时钟周期内输出多位密钥。在SMIC 65 nm CMOS工艺下,采用全定制方式设计具有36个输出端口的PUF电路,版图面积为24.8μm×77.4μm。实验结果表明,该PUF电路具有良好的唯一性和随机性,且工作在不同温度（-40~125°C）和电压（1.08~1.32 V）下的可靠性均大于97.4%,可应用于信息安全领域。

关键词：电路设计物理不可克隆函数多端口可配置

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基于双逻辑门级图形表示的功耗优化技术

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计算机辅助设计与图形学学报 2017年第3期29卷 509-518页

作者：马雪娇厉琼莹张骏立夏银水宁波大学电路与系统研究所宁波315211

针对现有基于传统布尔逻辑进行逻辑级功耗优化的局限性,提出逻辑函数基于传统布尔逻辑和Reed-Muller逻辑的双逻辑门级图形表示的功耗优化方法.首先在逻辑级采用简化有序二叉决策图实现逻辑函数的双逻辑表示;然后通过代数分解和布尔分解... 详细信息

针对现有基于传统布尔逻辑进行逻辑级功耗优化的局限性,提出逻辑函数基于传统布尔逻辑和Reed-Muller逻辑的双逻辑门级图形表示的功耗优化方法.首先在逻辑级采用简化有序二叉决策图实现逻辑函数的双逻辑表示;然后通过代数分解和布尔分解获得双逻辑门级表示,进而基于功耗成本估算进行门级功耗优化;最后实现变量级和门级的两层次的优化方法.与学术界著名的ABC和工业界最先进的工具Design Compile(DC)进行比较的实验结果表明,该方法均具有一定的优势.

关键词：双逻辑 AND/XOR门 Reed-Muller逻辑低功耗

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