摘要：针对Pipelined模数转换器(ADC)中采样电容失配和运放增益误差带来的非线性问题,提出了一种前后台结合的Pipelined ADC校准技术。前台校准技术通过对ADC量化结果的余量分析,补偿相应流水级的量化结果,后台校准技术基于伪随机(PN)注入的方式,利用PN的统计特性校准增益误差。本校准技术在系统级建模和RTL级电路设计的基础上,实现了现场可编程门阵列(FPGA)验证并成功流片。测试结果显示,在1 GS/s采样速率下,校准精度为14 bit的Pipelined ADC的有效位数从9.30 bit提高到9.99 bit,信噪比提高约4 dB,无杂散动态范围提高9.5 dB,积分非线性(INL)降低约10 LSB。

摘要：自旋转移力矩随机磁存储器(STT-MRAM)是一种新型的非易失性存储器,在各行各业均具有广泛的应用前景。STT-MRAM使用磁隧道结(MTJ)器件来存储信息,写电压通常是零温度系数的,但MTJ的临界翻转电压具有负温度特性,高温时写电压与临界翻转电压相差较大,影响器件寿命,低温时写电压与临界翻转电压接近,甚至可能低于临界翻转电压,导致写入困难。针对MTJ的临界翻转电压的负温度特性,设计了一款宽温区温度自适应的写电压产生电路,在-40~125℃下为MTJ提供稳定的写电压,实现宽温度范围尤其是低温下数据的正常写入,并提高了高温下器件的寿命。经过后仿真验证,该电路在-40~125℃温度范围内均能实现MTJ成功写入,且写入电压与临界翻转电压的差值在100 mV左右。

摘要：提出了一种大规模Flash型FPGA整体电路编程后功能仿真验证的方法。通过对核心Flash单元建立数字Verilog等效模型,采用整体数字仿真验证和模拟仿真验证的方法,结合编程功能案例,对器件内部所有的资源模块进行功能仿真验证,并且提出了加快整体电路数字仿真速度的方法。将提出的仿真验证方法成功应用于大规模Flash型FPGA芯片设计验证,得到了正确的验证结果,整体电路仿真验证速度得到了显著提升。

摘要：针对倒装焊芯片高频超声检测回波微弱、信号混叠、受噪声影响大导致焊球缺陷难以准确检测的难题,提出一种基于预调制线性调频(LFM)激励和自回归谱外推法的高频超声检测方法。建立倒装焊芯片缺陷高频超声检测仿真模型,结合超声探头响应设计LFM信号作为探头激励信号,采用预调制LFM信号作参考信号对回波信号进行脉冲压缩,抑制噪声,信噪比平均提高12 dB;利用改进协方差法计算信号有效频带的自回归系数,对脉冲压缩后超声信号有效频带进行频谱外推,分离混叠回波信号;通过参数化扫描获取倒装焊芯片B扫描图像,对含噪声B扫描矩阵进行脉冲压缩、计算自回归系数矩阵及频谱外推,经滑动平均滤波进一步抑制噪声亮斑,对比分析无缺陷焊球模型和裂纹、孔洞焊球模型结果。仿真结果表明,该方法能够大幅提高B扫图时域分辨率,在-4 dB噪声影响下仍有较好效果。通过提取B扫图回波峰值所在时间,结合材料声速可计算缺陷预埋深度。在裂纹、孔洞缺陷焊球模型中预埋深计算误差均小于5%,可实现焊球缺陷识别与定位。

摘要：在人们的视觉和听觉无法发挥作用的场合下,触觉再现系统为人们感知周围的信息提供了一条非常有效的途径。该文设计并研制了基于电刺激的可穿戴式的触觉信息表达系统,采用动态循环显示技术在8×8个球形电极组成的电极阵列上通过手腕感知信息。进行了3组实验即不同频率和占空比条件下的电压感知阈值实验、空间分辨率实验和简单汉字感知实验。实验结果表明,在频率为100 Hz、占空比为35%时的电压感知阈值最低且感知效果最好;相邻电极之间的最小间距为4.5 mm时可以清楚地分辨出两列;简单汉字的感知成功率均高于90%。实验结果验证了该系统的有效性,同时为将来识别复杂汉字信息奠定了基础。

摘要：恒定的温度环境及稳定的电流注入是半导体激光器稳定工作的重要条件。传统恒温控制系统和光源电流驱动系统采用电压基准源、运放、功率三极管、MOSFET等分立器件实现,大量分立器件导致了系统电路复杂、可靠性低等问题。利用系统级封装(SiP)技术,将恒温控制系统与光源电流驱动系统进行高密度集成,实现了小型化、集成化、低成本的设计。通过系统级电路和热仿真分析,确保器件设计的可靠性。测试结果表明,该器件的参数满足要求。

摘要：硬盘安全存储是固态硬盘(SSD)相关技术中的一个核心问题。基于SATA接口,提出了一种在SSD控制器设计时,添加硬件模块实现多种加密算法来进行SSD存储数据的加解密方法,实现了AES和SM4两种算法。实验表明,方案中设计的SSD进行加密读速率为223 MB/s,写速率159 MB/s,提出的加密算法对SATA硬盘的读写速度无影响。方案中的加密算法为硬件并行输入,对SATA接口的速度和其他因素没有干扰,因此保证了加密速度较快、兼容性高、安全性高和灵活性强的优势。

摘要：超声电机作为新型电机,其电机驱动器的设计至关重要。基于0.18μm高压CMOS工艺设计了一款适用于超声电机驱动器的双H桥集成电路,本集成电路包含两个相同的独立裸芯,搭配简单的外围电路能够实现两路不同相位电压的输出。同时,内部集成了逻辑控制模块可兼容TTL、CMOS两种输入电平,集成自适应死区控制可避免同一桥臂直通。最后,通过验证板实测可满足100 kHz的两路不同相位电压的输出,可完成对超声电机的有效驱动。

摘要：由于施加高栅极工作电压,使得器件容易发生重离子辐射损伤效应,其中,重大的重离子辐射损伤效应是单粒子栅穿效应(SEGR)和单粒子烧毁效应(SEB)。本文介绍了抗辐射加固高压SOI NMOS器件的单粒子烧毁效应。基于抗辐射加固版图和p型离子注入工艺,对高压器件进行抗辐射加固,提高器件的抗单粒子烧毁能力,并根据电路中器件的电特性规范,设计和选择关键器件参数。通过仿真和实验结果研究了单粒子烧毁效应。实验结果表明,抗辐射加固器件在单粒子辐照情况下,实现了24 V的高漏极工作电压,线性能量传输(LET)阈值为83.5 MeV·cm^(2)/mg。

摘要：在现代处理器体系架构中,缓存是解决存储墙瓶颈的重要手段,但是缓存访问需求是随程序甚至是程序片段的切换而变化的,这导致传统的固定参数配置的缓存架构难以在长时间或在程序间依然保持高效性能。文中提出一种缓存组相联度的自适应扩展方法,能根据程序运行时缓存组活跃状态,利用短时非活跃缓存组的存储空间,来扩展当前活跃缓存组的组相联数目,并可实时动态调整组与组之间的扩展互联关系,有效提升缓存空间的整体利用效率。文中在Gem5软件中对所提出的缓存组相联自适应扩展架构进行了仿真,并基于SPEC CPU 2017基准测试集进行了性能测试,结果显示所提方法明显改善了缓存组访问的均匀性,对典型程序缓存组使用频次的均匀性最大提升23.14%左右,降低缓存访问缺失数最大可达54.2%。硬件实现和仿真结果显示,与HY-Way等低功耗可重构缓存架构相比,文中所述缓存架构资源消耗减少了7.66%以上,在嵌入式处理器设计中有较大的应用价值。