美国高等工程教育研究与借鉴

从知识更新、跨院系选课和授课以及校企合作三方面分析美国高等工程教育的特点,为"卓越工程师教育培养计划"提供借鉴,这将十分有利于改革和完善现今我国高校的培养教育体制,有利于为我国培养出更多高质量的工程师人才,以满足时代与社会发展对工程师在"质"与"量"上的需求。     

一种短信控制的水浸报警系统设计

为了满足在一些场所的溢水监测需求,利用GSM网络的短信业务实现水浸报警并采用一种算术平均值滤波的软件数字滤波方法抑制电磁干扰。硬件设计中,系统以MSP430单片机为控制器核心,以TC35模块为短信无线收发器,并与水浸检测模块构成了系统的硬件平台。软件设计中,单片机通过UART串口向TC35模块配置AT指令来控制短信的接收与发送,采集水浸检测模块的电压值并存储到单片机寄存器中作为触发报警的条件。实现了短信方式的水浸报警,控制系统的水浸灵敏度调节,添加或删除用户手机号码,以及自定义报警提示内容。系统满足了溢水情况的短信报警需求,具有控制灵活、远程报警的特点。     

基于FPGA的RFID无线通信系统的实现

无线收发模块是RFID无线通信系统的关键。研究并实现了基于FPGA的RFID无线通信系统,该系统采用NRF905和XC2V1000芯片分别作为RFID无线收发模块和FPGA控制模块。利用基于Wishbone总线控制的SPI控制模块完成了XC2V1000和NRF905之间的SPI总线模式通信设计。由于采用了参数化设计,提高了其通用性和灵活性。设计通过了前仿真与布局后仿真,并在板级验证中实现了系统100 m距离通信。     

参加2011北京大学生集成电路的启示

培养二十一世纪集成电路设计人才是我们教师面临的历史任务。论述了参加北京市2011首届"华大九天杯"大学生集成电路大赛引发的一些启示:正确的指导思想、科学的组织程序、踏实认真的准备工作以及大赛对校企合作、对集成电路相关课程的教学改革启示等。实践表明,开展大学生集成电路设计竞赛,对于推进我国集成电路人才培养、推进质教育、理论实践结合能力、解决问题的能力、培养学生创新精神、团队协作能力和培养学生的集体荣誉感等方面具有重要意义,同时也对高校的集成电路设计课程和实践教学改革起一定的引导作用,极大的强化了学生绘制版图和电路设计能力。     

用于二-十进制转换的低功耗除法器

设计了一种用于二-十进制转换的低功耗除法器.在光栅检测芯片EYAS和低功耗火炮计数芯片ZCOUNT中,需要进行32位无符号数的二-十进制转换,初始采用无符号定点除法器(UFP)方案,随后提出了快速UFP除法器(FUFP)方案,以节约功耗和运行时间.与UFP方案相比,FUFP方案中,芯片面积增加了19％,但功耗降低了8％～10％,运行周期缩短了43％～72％.     

45nm工艺pn混合下拉网络多米诺异或门设计

提出了一种pn混合下拉网络技术,即在多米诺门的下拉网络中混合使用pMOS管和nMOS管来降低电路的功耗并提高电路的性能.首先,应用此技术设计了多米诺异或门,与标准的n型多米诺异或门相比,新型异或门的静态功耗和动态功耗分别减小了 46%和3%.然后,在此技术的基础上,综合应用多电源电压技术和双阈值技术设计了功耗更低的多米诺异或门,与标准的n型多米诺异或门相比,静态功耗和动态功耗分别减小了82%和21%.最后分析并确定了4种多米诺异或门的最小漏电流状态和交流噪声容限.     

一种基于时钟抽取偏置电压技术的存储器位线

基于一种新型时钟延时单元,设计了一种片上存储器的位线。在不增加版图面积的前提下,通过周期性地改变保持管的衬底偏置电压,减小了短路功耗、泄漏功耗和延迟时间,同时增加了电路的抗工艺波动能力。在SMIC 65 nm工艺下,完成了传统位线、改进后的位线以及静态随机存取存储器(SRAM)的设计。仿真结果表明,在1 GHz时钟频率下,改进后的两种位线与传统位线相比,功耗延迟积分别减小了19.1%和15.9%。最后,通过蒙特卡洛分析可知,改进后的位线相比于传统位线具有较强的抗工艺波动能力,即功耗延迟积的方差减小了97.1%。     

一种流片后用遗传算法优化的进化型AGC放大器

设计了针对进化型模拟集成电路的遗传算法,利用SMIC 0.18 μm COMS混合信号工艺设计了一个具有进化功能的宽带高增益自动增益放大器,把遗传算法模块应用到该放大器,以获得性能优异的放大器电路或在电路出现故障时会恢复电路功能.仿真结果表明,经遗传算法优化,该自动增益放大器能适应环境变化,其性能指标能收敛到30 MHz带宽,增益变化范围40～70 dB,最大增益时的1 dB压缩点-65 dBm,三阶交调-56 dBm.     

短瓣金莲花指标成分的红外光谱快速分析

将现代红外光谱分析技术与化学计量学方法相结合,建立利用红外光谱对短瓣金莲花药材的指标成分进行快速定量分析的方法。 以高效液相色谱法获得短瓣金莲花指标成分（荭草苷、牡荆苷）的含量作为参考数据,以傅里叶变换红外光谱技术获取其红外光谱图,在此基础上利用化学计量学方法将指标成分与红外光谱图数据关联,构建指标成分的快速预测模型。 以不同比例甲醇-水作为溶剂,采用室温浸提、加热回流、超声辅助工艺提取获得36个短瓣金莲花药材提取物。利用高效液相色谱法测试短瓣金莲花提取物的荭草苷和牡荆苷含量,并以傅里叶变换红外光谱仪辅以水平衰减全反射附件测试各样品的红外光谱图。分别选取29个提取物样品作为检验集,其余为校正集,采用TQ Analyst EZ Edition软件进行建模。以交叉验证相关系数（R2）和交叉验证误差均方根（RMSEC）为指标选择光谱预处理方法、定量分析方法和建模波段,用预测误差均方根（RMSEP）考核模型的预测效果。通过筛选得到优化的光谱预处理方法为标准正态分布校正（SNV）和二阶导数（13点平滑）,定量分析方法为偏最小二乘（PLS）方法,荭草苷和牡荆苷的最佳波段分别为2 050~650和1 900~650 cm-1。以PLS法构建的荭草苷和牡荆苷模型的相关系数分别为0.919 8和0.970 8,模型预测结果的相对偏差分别在-2.0%~3.2%和-3.4%~4.7%之间。鉴于红外光谱技术所具有的测试迅速、微观宏观指纹特性、定性定量皆可分析、对环境无污染等特点,利用红外光谱法可对中药提取物的指标成分进行快速、准确、环保、高效的分析,为中药的质量控制提供了新的思路和解决方案。     

45nm工艺pn混合下拉网络多米诺异或门设计

提出了一种pn混合下拉网络技术,即在多米诺门的下拉网络中混合使用pMOS管和nMOS管来降低电路的功耗并提高电路的性能. 首先,应用此技术设计了多米诺异或门,与标准的n型多米诺异或门相比,新型异或门的静态功耗和动态功耗分别减小了46%和3%. 然后,在此技术的基础上,综合应用多电源电压技术和双阈值技术设计了功耗更低的多米诺异或门,与标准的n型多米诺异或门相比,静态功耗和动态功耗分别减小了82%和21%. 最后分析并确定了4种多米诺异或门的最小漏电流状态和交流噪声容限.