Analog Integrated Circuit for Motion Detection with Simple-Shape Recognition Based on Frog Vision System

We proposed in this research a novel two-dimensional network based on the frog visual system, with a motion detection function and a newly developed simple-shape recognition function, for use in object discrimination by integrated circuits. Specifically, the network mimics the signal processing of the small-field cell in a frog brain, consisting of the tectum and thalamus, which generates signals of the motion and simple shape of an object. The proposed network is constructed from simple analog complementary metal oxide semiconductor (CMOS) circuits; a test chip of the proposed network was fabricated with a 1.2 μm CMOS process. Measurements on the chip clarified that the proposed network can generate signals of the moving direction, velocity, and simple shape, as well as perform information processing of the small-field cell. Results with the simulation program with integrated circuit emphasis (SPICE) showed that the analog circuits used in the network have low power consumption. Applications of the proposed network are expected to realize advanced vision chips with functions such as object discrimination and target tracking.     

基于图神经网络的电子设计自动化技术研究进展

在摩尔定律的推动下,工艺节点在不断演进,集成电路设计复杂度也在不断增加,电子设计自动化(EDA)技术面临着来自运行时间与计算资源等诸多方面的挑战。为了缓解这些挑战,机器学习方法已被纳入EDA工具的设计流程中。与此同时,鉴于电路网表作为图形数据的本质,图神经网络(GNN)在EDA流程中的应用正变得越来越普遍,为复杂问题的建模以及最优问题的求解带来了新思路。该文首先对GNN与EDA技术的概念内涵进行了简要的概述,详细地梳理了GNN在高层次综合(HLS)、逻辑综合、布图规划与布局、布线、反向工程、硬件木马检测以及测试点插入等不同EDA设计流程中的主要作用,以及当前基于GNN的EDA技术的一些重要探索。以希望为集成电路设计自动化以及相关领域的研究人员提供参考,为我国先进集成电路产业的发展提供技术支持。     

LTCC-D高密度微波集成工艺技术研究

LTCC技术作为高密度互连技术在电子产品中已得到广泛应用。而在微波高频电路中由于其印刷精度的限制一定程度上影响了电气性能。在LTCC上制作薄膜电路可以显著提高微带线精度及微波传输性能,同时提高微波产品集成密度,简化微组装工作步骤。通过工艺实验,分析和突破了LTCC-D工艺中的多项关键技术,形成了完整的工艺流程。该流程经样品和试生产验证达到了工程化应用水平。     

两门集成电路课程的教学模式改革

通过多年的"集成电路CAD"和"集成电路综合课程设计"的教学基础上将两门课程进行有机结合的教学实践,笔者分别对"集成电路CAD"的授课定位和教学内容改革作了介绍,提出了课堂讲学和课外研学相结合的教学模式.我们在课堂中主要讲授理论知识,将上机实验安排在课外.学生可以自主选择内容并完成研学报告.在"集成电路课程设计"中,采用以实际案例的逆向剖析和正向设计相结合的实践环节改革.通过两门课程的教改实践,学生能在IC设计理论和实践结合的能力上得到提高.     

K9玻璃薄膜对离子交换磷酸盐玻璃波导表面保护的优化研究

采用镀K9玻璃薄膜方法来解决离子交换掺铒磷酸盐玻璃波导表面的侵蚀问题,对K9玻璃薄膜的厚度进行了优化研究。测量分析了样品的荧光光谱和荧光寿命,采用光学显微镜和棱镜耦合技术对不同K9玻璃薄膜厚度下制备波导的表面形貌和导光特性进行了表征和测试。结果表明,与掺铒磷酸盐玻璃原材料相比,镀K9玻璃薄膜后荧光光谱保持不变,荧光寿命稍有下降(约0.2 ms);K9玻璃薄膜的厚度在60~80 nm的范围内保护效果最佳。为下一步制备掺铒有源玻璃光波导器件奠定了良好的实验基础。     

基于非谐振节点的盒型拓扑结构基片集成波导滤波器设计

针对微波带通滤波器小型化、高性能的应用需求,提出使用单模和双模基片集成波导谐振器相结合设计广义切比雪夫带通滤波器.该结构可实现盒型拓扑结构,并且双模基片集成波导谐振器中的主模TE₁₀₁作为非谐振节点提供一条额外的交叉耦合路径,并能增加一个有限的传输零点;该结构不需要传统负耦合结构就能实现两个有限传输零点,并且该传输零点可以位于通带上方或下方,具有设计灵活的特点.为了进一步提高滤波器的选择性,研究了在四阶滤波器上蚀刻互补开环谐振器设计拓展的盒型拓扑结构滤波器,并实现五阶滤波功能三个有限传输零点.为了验证结构的合理性,设计了两款中心频率为10GHz的对称和非对称响应的四阶滤波器、一款中心频率为5.8GHz的五阶滤波器,并给出相应的含非谐振节点的盒型拓扑结构耦合矩阵进行验证,最后进行加工和测试.耦合矩阵响应、仿真和测试结果一致性较好,表明了该结构设计高性能滤波器的可行性.     

聚合物脊形光波导TM模色散特性的偏振修正

有机聚合物脊形光波导的色散特性对聚合物光子学器件性能具有重要影响.本文利用标量变分理论计算脊形光波导的有效折射率,其用到的近似光场分布运用变分有效折射率法获得.考虑折射率分布的横向变化,基于导模满足的矢量波动方程,利用微扰法对标量变分理论所得有效折射率进行偏振修正,求得精度更高的色散特性.对聚合物多模脊形光波导基模和高阶模的色散特性进行分析,研究了波导结构参数对色散特性的影响,分析了单模波导TM、TE基模的偏振色散特性.研究结果表明,运用本征方程分析TM模的色散特性误差大,必须加以修正;而对于TE模,其误差相对较小.     

Enhanced‐Gain Planar Substrate‐Integrated Waveguide Cavity‐Backed Slot Antenna with Rectangular Slot Window on Superstrate

A novel substrate‐integrated waveguide (SIW) cavity‐backed slot antenna is proposed in this study to achieve enhanced‐gain performance. The peak gain is remarkably improved with the use of an SIW cavity and metallic superstrate. The superstrate comprises a single rectangular slot window and two half‐wavelength patches. The gain can be enhanced by combining the in‐phase radiating fields. Further, the 10 dB bandwidth of the proposed antenna ranges from 2.32 GHz to 2.49 GHz, which covers the wireless local area network band. The measured peak gain is 9.44 dBi at 2.42 GHz.     

C波段高效率高线性GaN MMIC功率放大器

基于SiC衬底0.25μm GaN HEMT工艺,设计实现了一款C波段、高效率和高线性的单片微波集成电路(MMIC)功率放大器。通过优化电路匹配结构,选择合适的有源器件和恰当的直流偏置条件,实现低视频漏极阻抗;利用后级增益压缩和前级增益扩张对消等手段,实现高功率附加效率和好的线性指标。功率放大器芯片尺寸为2.35 mm×1.40 mm。芯片测试结果表明,在3.7~4.2 GHz频率范围内,漏极电压28 V、末级栅极电压-2.2 V、前级栅极电压-1.8 V和连续波条件下,该功率放大器的小信号增益大于25 dB,大信号增益大于20 dB,饱和输出功率大于39 dBm,在输出功率回退至32 dBm时,功率附加效率大于30%,三阶交调失真小于-37 dBc。     

车载SINS/DR组合导航系统的在线标定方法

惯导系统中陀螺漂移和加速度计零位存在逐次启动不重复性误差,需在一定时期内频繁拆卸进行标定,增加了较大的工作量。从工程实用和维护的角度出发,提出了一种针对于车载组合导航系统的在线标定方法。该方法用卡尔曼滤波作为估计工具,利用里程计获得辅助信息,将惯导系统与里程计的位置和速度的差值作为量测值,通过设计接近于一般跑车实验过程的路径对待标定的误差项进行有效激励。仿真卡尔曼滤波结果表明,在一定的时间内各误差项根据车行轨迹进行逐步收敛,实现了在一般跑车实验中不拆卸惯性器件而达到标定的目的,且在精度上较 SINS 有了明显的提高。这种在线标定的处理方法给实际使用和维护带来了很大的便利,具有一定的工程实用性。