基于互连线电容耦合的SR锁存电路研究

通过对线间电容耦合模型的研究, 提出了一种基于互连线电容耦合的SR锁存电路设计方案. 该方案首先分析互连线间电容耦合关系, 利用MOS管栅极电容模拟互连线电容; 然后利用电容耦合结构与线计算特性, 设计或非逻辑门电路, 在此基础上实现基于互连线电容耦合的SR锁存电路; 最后在TSMC 65nm Spectre环境下仿真验证. 结果表明 所设计的电路逻辑功能正 确, 且具有低硬件开销特性.     

基于线计算的全加器设计

随着集成电路特征尺寸的不断缩小, 互连线在芯片内部占的比重越来越大, 但是互连线仅用于数据传输, 芯片计算能力仍然需要依靠晶体管开关实现. 如何在有限的硬件资源内进一步提高芯片的计算能力, 已经成为当前集成电路设计的核心问题. 本文通过研究金属互连线间电容耦合效应, 采用互连线串扰现象完成逻辑运算的思想, 提出一种基于线计算的全加器设计方案. 该方案首先建立线计算模型, 通过调整反相器阈值和不同干扰线与受扰线之间电容耦合强度匹配技术, 采用相同线计算电路结构实现不同功能的逻辑门电路; 然后, 在逻辑门的基础上实现基于线计算的全加器; 最后, 在TSMC 65nm CMOS工艺下仿真验证. 结果表明, 所设计的线计算电路具有正确逻辑功能, 与传统设计方法相比, 线计算逻辑门具有更低开销, 且线计算电路具有抗逆向工程能力.     

2,4,6-三硝基-2,4,6-三氮杂环己酮生成历程的~(15)N NMR研究

由DPT与脲或硝基脲在硝化剂中反应可以合成2,4,6-三硝基-2,4,6-三氮杂环己酮。本文用~(15)N示踪原子对DPT分子中不同位置的氮原子分别进行标记,用~(15)N NMR谱图来考察~(15)N标记的反应物和产物分子中标记原子的位置及丰度。结果表明,与脲或硝基脲缩合的DPT硝解碎片为非硝基取代的N,N-二羟甲基胺,硝基脲上硝基与硝化剂之间存在着交换反应。     

二烯丙基甲基烷基溴化铵的结构与性质的关系

对4种二烯丙基甲基烷基(n=12,14,16,18)溴化铵(标记为C12,C14,C16,C18)的性质与性能进行了研究。 通过测定其热稳定性、表面活性和絮凝性能,考察产物结构对其性质与性能的影响规律。 结果表明,季铵盐C12~C18的主要分解温度分别为170~300 ℃、172~303 ℃、170~293 ℃和170~310 ℃,对应失重率分别为92.8%、92.6%、96.4%和87.4%;临界胶束浓度(cmc)和临界胶束浓度下的表面张力(γ_cmc)分别为5.2、3.5、1.4、1.1 mmol/L和26.6、25.2、33.8、35.8 mN/m,显示出较高的表面活性;季铵盐C16的发泡与稳泡性能最好,C12的Krafft点<0 ℃,C14、C16和C18的Krafft点分别为1、8和19 ℃; C12和C14分别对膨润土和高岭土的絮凝能力最强,表明单体的絮凝性能具有结构选择性。     

丙烯酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵共聚动力学

采用膨胀计法研究了以过硫酸铵 亚硫酸氢钠为引发剂,丙烯酰胺（AM）和二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）在水溶液中的共聚反应动力学,测定了相应的聚合表观活化能、聚合速率方程和单体竞聚率。 结果表明,当AM与DMDAAC摩尔比分别为5∶5、6∶4和7∶3时,表观活化能分别为Ea1=90.61 kJ/mol、Ea2=88.88 kJ/mol和Ea3=85.15 kJ/mol;聚合反应温度为45 ℃下,聚合速率方程分别为Rp1=kc(M)2.84c(IO)0.51·c(IR)0.61,Rp2=kc(M)2.77c(IO)0.51c(IR)0.59和Rp3=kc(M)2.73c(IO)0.50c(IR)0.56;2种单体的竞聚率分别为rAM=6.11,rDMDAAC=0.14。 上述实验结果可从动力学角度为不同阳离子度共聚物Poly(DMDAAC-co-AM)（PDA）聚合反应速率差别及产物特征黏度值差异进行解释。     

基于矩形覆盖的FPRM电路多级面积优化

Reed-Muller(RM)逻辑因其优越的性能而广泛应用于数字电路,本文提出一种固定极性RM(FixedPolarityRM,FPRM)逻辑函数的多级优化方法.首先将电路表示成XOR/AND形式的FPRM逻辑函数,再计算函数的kernels和co-kernels,并由其生成矩阵,然后从矩阵中搜索尽可能多的矩形覆盖,利用矩阵分块和贪心策略逐步提取公共变量,最后生成多级逻辑表达式.MCNC Benchmarks测试后的结果表明,本方法得到的表达式比原RM逻辑表达式减少66%的文字(literals)数目,比onset表方法的优化结果减少19%.     

基于单稳态定时偏差的高识别性PUF电路设计

通过对单稳态电路定时偏差和物理不可克隆函数(physical unclonable functions,PUF)电路的研究,提出了一种基于单稳态定时偏差的高识别性PUF电路设计方案.首先,分析单稳态定时电路的自我标识物理特性,提出长定时单稳态电路设计方法;然后,利用该单稳态电路产生的定时偏差信号以及激励信号控制数据选择器选择2个定时偏差信号,结合仲裁器判决唯一的、不可克隆的输出响应.采用TSMC 65nm CMOS工艺,在不同环境下对设计的PUF电路进行Monte Carlo仿真,分析其识别性、可靠性等特性.实验结果显示,所设计的PUF电路识别性可达99.82%,且误码率为2.7%.     

基于TVD的逻辑混淆电路设计及其性能分析

逆向工程和差分功耗分析(DifferentialPowerAnalysis,DPA)是盗取知识产权(Intellectual Property,IP)核信息的重要手段.通过对逻辑混淆电路和数据功耗间关系的研究,采用三相双轨预充逻辑(Three-phase Dual-rail Pre-charge Logic, TDPL),利用定义的阈值电压(Threshold Voltage Defined,TVD)特性,提出一种能防御逆向工程和DPA攻击的逻辑混淆电路方案.该方案利用对称的差分下拉网络和灵敏放大器,采用相同的电路结构,通过阈值电压的配置实现不同的逻辑功能.Spectre仿真验证表明,基于TVD的逻辑混淆电路逻辑功能正确,在多种PVT(Process,Voltage, Temperature)下获得的归一化能量偏差和归一化标准差最高分别为0.107 2%和0.045 3%,与普通静态CMOS电路相比,能耗独立性能提升21.79%,能够有效防御逆向工程和DPA攻击.     

基于二相滤波的可重构光学物理不可克隆函数设计

通过研究光学散斑提出一种二相滤波的可重构光学物理不可克隆函数设计方案.首先利用微粒空间布朗运动引起的随机偏差,结合光干涉和衍射机理,实现随机、不可克隆的光学散斑;然后,采用模式选择和二相滤波的方法,实现物理不可克隆函数数据可重构并降低系统误差;最后,通过电荷耦合器件系统采集光学散斑图像,进行二值化和冯诺依曼处理,实现随机性高、鲁棒性强和可重构的物理不可克隆函数输出.制备了10组光学物理不可克隆函数样品并进行测试,每组样品可产生512位二进制数据.实验结果表明所设计的光学物理不可克隆函数输出数据通过美国国家标准技术研究测试,不同工作模式下随机性达99%,二相滤波后系统误差降低3%.     

反相乳液聚合法制备PDA及其性能

用水溶性的氧化还原引发剂引发,通过反相乳液聚合制备了二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）-丙烯酰胺（AM）共聚物（PDA）,聚合反应中水／油体积比为1．0／1．2,单体质量分数ω=0．33,阳离子单体DMDAAC与AM的摩尔比为1／9。研究了温度和引发剂浓度对聚合动力学的影响,结果表明聚合温度40℃、mt（引发剂）／mM（单体）=0．5／100．0是最佳反应条件。探讨了PDA在不同浓度KBr溶液和不同种类小分子电解质溶液中的粘度特性,随小分子电解质浓度的增大和小分子电解质阴离子半径的增加,比浓粘度和特性粘数减小。当PDA与明矾复配用于絮凝时,明矾的最佳投料量为25mg／L、PDA投料量为4．16mg／L,且该体系的pH适用范围较广。