一种基于纳米级CMOS工艺的互连线串扰RLC解析模型

基于纳米级CMOS工艺,综合考虑电容耦合与电感耦合效应,提出了分布式RLC耦合互连解析模型.采用函数逼近理论与降阶技术,在斜阶跃输入信号下提出了受扰线远端的数值表达式. 基于90和65 nm CMOS工艺,对不同的互连耦合尺寸下的分布式RLC串扰解析模型和Hspice仿真结果进行了比较,误差绝对值都在4%内,能应用于纳米级片上系统(SOC)的电子设计自动化(EDA)设计和集成电路优化设计.     

临近空间单粒子串扰的解析模型

随着尺寸不断缩减, 串扰对单粒子效应的影响越来越重要. 为了量化串扰效应对单粒子瞬态(SET)的影响, 基于SET等效电路和互连线的6 结点模型, 利用所定义的导纳的四种规则, 简化计算, 推导了单粒子串扰(SEC)的解析模型. 通过求导和泰勒公式, 导出了串扰电压峰值的表达式. 仿真结果显示, 该解析模型与SPICE电路的一致性较好, 平均相对误差为2.51%, 最大误差为5.11%.     

铁基纳米晶合金介观结构的等效RLC并联模型

根据实验研究成果提出纳米晶合金软磁性能受其介观结构影响的观点，建立了Fe基纳米晶合金的球状介观结构模型，分别求出只有交变磁场或交变磁场和静磁场作用时纳米晶粒球的频率函数——D函数.分析表明，两种D函数都是复变函数，其实部Re(D)为纳米晶电感性质和电容性质的反映，虚部Im(D)为纳米晶电阻性质的反映，据此建立了Fe基纳米晶合金介观结构的等效RLC并联模型.由该模型求得合金产生极值巨磁电阻的条件为v_extGMI=v|_Re(D)=0，决定因素有μ,σ,ω,R和H_ex及微观磁结构. 关键词： Fe基纳米晶合金 等效RLC并联模型 球状介观结构模型 频率函数     

一种基于多目标约束的互连线宽和线间距优化模型

优化线宽和线间距已经成为改善系统芯片性能的关键技术.本文基于互连线线宽和线间距对互连延时、功耗、面积和带宽的影响,提出了基于多目标优化方法实现优化线宽和线间距的思路,并利用曲线拟合方法得到了多目标约束的解析模型.Hspice验证结果显示,该解析模型精度较高,平均误差不超过5%,算法简单,能有效弥补应用品质因数方法的缺陷,可以应用于纳米级互补金属氧化物半导体系统芯片的计算机辅助设计.     

不同材料CMOS阵列电串扰特性的分析及比较

从传感器的响应及电子扩散原理分析了影响CMOS阵列串扰特性的几个主要因素。选择了锗、硅、砷化镓这几种常见的光电材料,分析并比较了材料特性对CMOS阵列串扰特性的影响。具体分析了三种光电材料在各自光谱响应峰值波长下,不同入射条件和结构参数对应电串扰的输出情况。结果表明:在相同条件下,锗材料制作的CMOS阵列具有最大的电串扰输出,在结构条件一致的前提下,入射光的功率在200μW时,锗材料CMOS阵列的串扰比硅和砷化镓材料分别高了58.97 mV、115.81 mV。结构参数对不同材料CMOS阵列具有相同的影响规律,但是锗材料CMOS的串扰变化最为显著,在其他参数不变的情况下,耗尽层宽度为1μm时,锗材料CMOS的串扰输出比硅和砷化镓材料的分别高了56.67mV、121.84 mV。分析结果为CMOS阵列材料的选择及串扰抑制技术提供了参考数据。     

一种非均匀线型的互连线能量分布模型

基于互连线信号传输微分方程,推导非均匀互连线的电压和电流分布表达式,根据实际情况,考虑非理性激励提出包括前端驱动和后端负载的二端口非均匀互连电路各部分能量分布表达式.基于65 nm CMOS工艺参数,对方法进行计算仿真验证,计算结果与Hspice仿真结果比较误差小于5%,具有很高的精度.该方法适用于高性能全局互连的前端优化设计分析.     

考虑自热效应的互连线功耗优化模型

基于互连线的分布式功耗模型,考虑自热效应的同时采用非均匀互连线结构,提出了一种基于延时、带宽、面积、最小线宽和最小线间距约束的互连动态功耗优化模型.分别在90和65 nm互补金属氧化物半导体工艺节点下验证了功耗优化模型的有效性,在工艺约束下同时不牺牲延时、带宽和面积所提模型能够降低高达35％互连线功耗.该模型适用于片上网络构架中大型互连路由结构和时钟网络优化设计.     

一种基于延时和带宽约束的纳米级互连线优化模型

基于RLC互连线延时模型,通过缓冲器插入和改变互连线宽及线间距,提出了一种基于延时和带宽约束的互连功耗-缓冲器面积的乘积优化模型.基于90 nm,65 nm和45 nm CMOS工艺验证了互连线优化模型,在牺牲1/3和1/2的带宽的前提下,平均能够节省46%和61%的互连功耗,以及65%和83%的缓冲器面积,能应用于纳米级SOC的计算机辅助设计. 关键词： 纳米互连功耗 缓冲器面积 延时 带宽     

基于RC模型的线阵探测器串扰图像复原方法

针对线阵探测器串扰导致的响应异常、暗信号拖尾的现象,进行了串扰的产生机理分析,建立了复原串扰图像信号波形的RC模型,并在此基础上提出了一种串扰图像复原方法。该方法在串扰RC模型的基础上,以恢复信号正常响应和消除暗信号拖尾为目标,建立了优化目标函数,并以不同频率的靶标响应曲线为基础,对模型参数进行了迭代,获得了各个图像频率下复原综合效果最优时的模型参数。得到串扰模型参数后,计算出相应的复原函数,通过频域运算对图像进行复原。对实验室实测的扫描相机线阵探测器红外图像进行了复原,结果显示,所提算法能有效复原不同图像频率下不同靶标图像的正常响应,降低了拖尾暗信号的影响,提升了图像质量。     

基于多导体传输线理论的差模激励新型线束串扰模型研究

传统的线束串扰模型只是在系统内共模激励的基础上建立的, 没有考虑系统间差模激励下线束串扰的情况. 针对差模激励下系统独立回路间线束串扰的物理问题, 提出了一种基于多导体传输线理论的差模激励新型线束串扰的计算方法.该方法根据差模激励下线间的耦合机理, 利用传输线传播横向电磁模式得到新型三导体传输线寄生参数电路及数学矩阵模型, 通过镜像法以及诺埃曼公式推导出寄生参数的计算公式, 并在频域内得到新型线束串扰的链参数矩阵方程, 根据新型差模串扰模型始端、终端边界条件最终得到串扰电压的频域解.以差模激励下平行双线回路对其他回路受扰线的串扰为例, 通过仿真受扰线不同布置情况下的串扰电压, 得到了差模激励源的线束间串扰的物理规律, 即受扰线位于差模回路之间时所受的串扰要远大于位于回路外时所受的串扰, 并验证所提出的模型及方法可以计算不同频率差模激励引起的干扰. 利用解析的方法解决了线束串扰中差模激励下的导线串扰问题, 为实际中如大量导线的捆扎以及导线干扰的预测等电磁兼容问题提供了理论依据, 具有指导意义, 完善了多导体传输线理论在线束串扰中的应用.     

考虑通孔效应和边缘传热效应的纳米级互连线温度分布模型

提出了同时考虑通孔效应和边缘传热效应的互连线温度分布模型,获得了适用于单层互连线和多层互连线温度分布的解析模型,并基于65 nm互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺参数计算了不同长度单层互连线和多层互连线的温度分布.对于单层互连线,考虑通孔效应后中低层互连线的温升非常低,而全局互连线几乎不受通孔效应的影响,温升仍然很高.对于多层互连线,最上层互连线的温升最高,温升和互连介质层厚度近似成正比,而且互连介质材料热导率越低,温升越高.所提出的互连线温度分布模型,能应用于纳米级CMOS计算机辅助设计. 关键词： 通孔效应 边缘传热效应 纳米级互连线 温度分布模型     

A statistical RCL interconnect delay model taking account of process variations

As the feature size of the CMOS integrated circuit continues to shrink, process variations have become a key factor affecting the interconnect performance. Based on the equivalent Elmore model and the use of the polynomial chaos theory and the Galerkin method, we propose a linear statistical RCL interconnect delay model, taking into account process variations by successive application of the linear approximation method. Based on a variety of nano-CMOS process parameters, HSPICE simulation results show that the maximum error of the proposed model is less than 3.5%. The proposed model is simple, of high precision, and can be used in the analysis and design of nanometer integrated circuit interconnect systems.     

Critical properties of XY model dimensional layered magnetic on two- films

Using Monte Carlo simulations, we have investigated the classical $XY$ model on triangular lattices of ultra-thin film structures with middle ferromagnetic layers sandwiched between two antiferromagnetic layers. The internal energy, the specific heat, the chirality and the chiral susceptibility are calculated in order to clarify phase transitions and critical phenomena. From the finite-size scaling analyses, the values of critical exponents are determined. In a range of interaction parameters, we find that the chirality steeply goes up as temperature increases in a temperature range; correspondingly the value of a critical exponent for this change is estimated.     

Entangled quantum heat engine based on two-qubit Heisenberg XY model

Based on a two-qubit isotropic Heisenberg XY model under a constant external magnetic field,we construct a four-level entangled quantum heat engine(QHE).The expressions for the heat transferred,the work,and the efficiency are derived.Moreover,the influence of the entanglement on the thermodynamic quantities is investigated analytically and numerically.Several interesting features of the variations of the heat transferred,the work,and the efficiency with the concurrences of the thermal entanglement of two different thermal equilibrium states in zero and nonzero magnetic fields are obtained.     

外磁场下XY模型中两量子位热纠缠的性质及其调控研究

在海森堡XY模型中,为了统一研究均匀磁场和非均匀磁场对系统热纠缠的影响,在两个量子位分别施加独立可控的外磁场(B+b)和(B-b). 发现在均匀磁场和低温条件下的纠缠度有一个稳定的平台区并发生纠缠突变. 控制磁场不均匀度b和选择合适的材料就可以获得最有利的纠缠,并大大提高系统退纠缠的临界温度T_c. 调节磁场的B值,可以在更宽的温度范围内实现此体系的纠缠开关. 关键词： 热纠缠度 密度矩阵 XY模型')" href="#">XY模型     

电子与钠原子散射的S, T, U参数研究

电子原子散射中的S，T，U参数可用来描述散射前后自旋状态的变化，研究精细结构水平上的散射激发振幅之间的关系，进而揭示电子原子碰撞过程中电子自旋-轨道耦合以及电子-电子交换等自旋相关效应.采用扭曲波玻恩近似计算了钠原子受电子散射S→P跃迁中的S，T，U参数，分析了多种入射能(2.2—60 eV)的电子与钠原子激发S→P跃迁过程的S,T,U参数随散射角的分布，其中对10 eV入射能的S_p参数与已报道实验数据符合一致.结果表明，较低能电子入射下的S,T,U参数随散射角的分布幅度和起伏都比较明显，入射能大于40 eV的电子入射，S,T,U参数的散射角分布变化很小. 关键词： 散射激发 S')" href="#">S T')" href="#">T U参数')" href="#">U参数 散射振幅 自旋相关效应     

Quantum simulation of the t–J model

Computer simulation of a many-particle quantum system is bound to reach the inevitable limits of its ability as the system size increases. The primary reason for this is that the memory size used in a classical simulator grows polynomially whereas the Hilbert space of the quantum system does so exponentially. Replacing the classical simulator by a quantum simulator would be an effective method of surmounting this obstacle. The prevailing techniques for simulating quantum systems on a quantum computer have been developed for purposes of computing numerical algorithms designed to obtain approximate physical quantities of interest. The method suggested here requires no numerical algorithms; it is a direct isomorphic translation between a quantum simulator and the quantum system to be simulated. In the quantum simulator, physical parameters of the system, which are the fixed parameters of the simulated quantum system, are under the control of the experimenter. A method of simulating a model for high-temperature superconducting oxides, the t–J model, by optical control, as an example of such a quantum simulation, is presented.