航天电子产品的PHM技术研究

将先进的故障预测和健康管理技术引入航天电子系统将极大地提高系统的可靠性和可用性.在对当前电子产品PHM技术进行了综合分析的基础上,提出了一种层次式PHM构架,将基于模型的和基于数据的方法结合在一起,并在顶层通过特征提取与自动推理算法的融合处理,得到对整个电子系统的最优健康估计.

微电子封装热界面材料研究综述

随着半导体器件向着微型化、高度集成化及高功率密度方向发展,其发热量急剧增大,热失效已经成为阻碍微电子封装器件性能和寿命的首要问题.高性能的热管理材料能有效提高微电子封装内部元器件散热能力,其中封装结构散热路径上的热界面材料(Thermal Interface Material,TIM)便是热管理中至关重要的环节.通过热界面材料填充器件热源和散热单元之间的空隙,可以大幅度降低接触热阻,增加热量的传递效率.对微电子封装而言,高性能的热界面材料不仅需要高的导热系数以降低封装热阻,还需具备一定的压缩性以弥补封装的装配偏差,然而通常很难兼顾上述两种特性.本文重点关注微电子封装中热界面材料,系统地梳理了目前热界面材料的常见类型、应用存在问题、关注研究热点和国内外发展现状.

箭载电子设备国产元器件应用技术研究

随着自主可控需求的日益强烈,近年来,高质量等级国产元器件研制水平不断提升,目前国产元器件正在航天运载领域加速推广应用,但由于研制生产基础薄弱,国产元器件在功能、性能和可靠性方面与进口器件存在一定差距,盲目替换会产生一系列不可预知的应用问题和风险隐患。在全国产化箭载飞行控制计算机研制验证流程和典型问题分析的基础上,对国产元器件应用技术进行研究探讨,提出具体解决措施和实施方法,总结国产化设计的注意事项,目的在为箭载电子设备国产化提供经验借鉴,推动当前国产元器件应用工作的开展。

国外混合微电子技术的新进展

混合微电子技术，推动了整个电子工业的发展。从市场和技术两个方面评述这种发展态势，重点介绍先进混合集成技术。

混合微电子技术

本报告从市场前景及技术趋势出发，预测本世纪末国外混合微电子技术可望达到的水平；从半导体ＩＣ技术、混合集成技术、垂直集成技术的相互影响出发说明混合微电子技术的某些走向及关键技术；从国内混合微电子技术的现状、与国际水平的差距以及工业食物链原则出发，预测我国混合微电子技术应当达到的水平，建议拟应采取的几项对策。

功率MOSFET抗单粒子加固技术研究

针对功率MOSFET的单粒子效应(SEE)开展了工艺加固技术研究,在单粒子烧毁(SEB)加固方面采用优化的体区掺杂工艺,有效降低了寄生双极晶体管(BJT)增益,抑制了单粒子辐照下的电流正反馈机制。在单粒子栅穿(SEGR)加固方面,通过形成缓变掺杂的外延缓冲层来降低纵向电场梯度,减弱了非平衡载流子在栅敏感区的累积,并开发了台阶栅介质结构提升栅敏感区的临界场强。实验结果表明,经过加固的功率MOSFET在满额漏源工作电压和15 V栅源负偏电压的偏置条件下,单粒子烧毁和栅穿LET值大于75 MeV·cm^(2)/mg。在相同辐照条件下,加固器件的栅源负偏电压达到15~17 V,较加固前的7~10 V有显著提升。

二维材料后处理技术及其在电子器件中的应用

二维材料的本征特性难以满足高性能器件与系统的需求;同时,极小尺寸器件的制备对二维材料的高精度加工又提出了新的需求。因此,能够进行二维材料减薄、切割等加工以及氧化还原、相变、诱导缺陷等改性的后处理技术成为了实现二维材料纳米器件性能提升的关键技术。对几种常见的二维材料后处理技术进行总结,包括化学掺杂、应变工程、等离子处理与光辐照技术;分析不同处理方法的主要原理及特点,以及处理后的二维材料尺寸、结构以及性能变化。在此基础上,探讨了二维材料后处理技术在研制新型纳米电子器件中的应用,包括器件性能的改善以及新型器件结构的实现,尤其是对纳米忆阻器研制的推动作用,为包括人工神经计算网络在内的新型电子及计算系统的实现与发展提供了新的思路。

面向小卫星的航天电子微系统集成技术

在卫星小型化、星座巨型化的背景下,为支撑中国航天电子技术的自主可控发展,航天电子微系统集成等技术的应用至关重要,该技术的核心是设计和制造.面向小卫星的微系统模块需要在空间环境适应性的基础上,利用微系统建模与仿真工具实现“芯片封装系统”一体化的协同设计,系统性地优化模块的电源完整性、信号完整性和电磁兼容性.利用硅通孔技术和封装堆叠技术实现模块的三维集成封装.通过对设计和制造两方面核心技术方法的详细介绍,以及典型模块产品的展示,说明了中国在航天电子微系统集成技术领域的积累已具备支持小卫星产品“工业化”发展的能力.

AI赋能虚拟现实技术在电子组装焊接过程应用

电子焊接工艺的发展对我国制造业意义重大。结合电子焊接产业发展的实际情况,分别重点分析了AI赋能虚拟现实技术中人工智能和虚拟现实技术应用情况,从自身参与电子焊接组装的实践出发,分析了AI赋能虚拟现实技术在电子焊接中的优势,最后多角度探讨了AI赋能虚拟现实技术在电子焊接组装过程中的应用情况,希望对今后全面提升电子焊接组装水平有所帮助。

图象匹配技术研究

本文针对图象匹配技术在飞行器巡航制导和导弹投射系统末制导寻的中的应用问题 ,首先简要地介绍了图象匹配技术的定位原理 ,然后对各类图象匹配算法进行了分类和比较 ,接着提出了对目前应开展的一些科研课题的看法 ,最后给出了有关结论。

基于星弹载嵌入式系统的CAN总线驱动技术研究

针对CAN总线在控制外围设备方面的优势,对基于SJA1000的CAN总线驱动软件的设计与实现展开研究;通过分析星弹载嵌入式系统层次结构和设备驱动的调用关系,提出了通过操作系统的扩展模块调用CAN总线驱动程序的设计理念;结合相关具体应用设计测试用例,并通过ZLGCANTest软件对所研发的CAN总线驱动软件进行了测试;证实所开发的CAN总线驱动软件在可靠性和实时性方面都能满足应用要求。

CMOS电感电容压控振荡器中对称噪声滤波技术的研究

提出一种基于CMOS电感电容压控振荡器的对称噪声滤波技术。仿真结果表明,对称噪声滤波技术能够在相同的功耗下改善相位噪声6dB。应用对称噪声滤波技术设计一个4.8GHz压控振荡器,在0.25μm CMOS工艺上制造,测试结果表明在偏离载波1MHz时相位噪声为-123.66dBc/Hz,整个振荡器的功耗仅为12mW,与同类型的压控振荡器比较,取得很好的PFTN指标。

不同价态Mn掺杂InN电子结构、磁学和光学性质的第一性原理研究

采用密度泛函理论体系下的广义梯度近似GGA+U平面波超软赝势方法,在构建了纤锌矿结构的InN超胞及三种不同有序占位Mn^(2+),Mn^(3+)价态分别掺杂InN超胞模型,并进行几何优化的基础上,计算了掺杂前后体系的电子结构、能量以及光学性质.计算结果表明:Mn掺杂后体系总能量和形成能降低,稳定性增加,并在费米能级附近引入自旋极化杂质带,体系具有明显的自旋极化现象.掺杂不同价态的Mn元素对体系电子结构和磁学性质产生了不同的影响.电子结构和磁性分析表明掺杂体系的磁性来源于p-d交换机制和双交换机制的共同作用,Mn^(3+)价态掺杂有利于掺杂体系的居里温度达到室温以上.与未掺杂InN相比,不同价态Mn元素掺杂后体系的静态介电函数显著增大,掺杂体系介电函数虚部和吸收光谱在低能区域出现了较强的新峰,分析认为这些新峰主要来自与费米能级附近自旋极化杂质带相关的跃迁.

分布算术的并行计算技术研究

针对在FIR、DCT、FDWT等的实现中广泛应用的分布算术计算方法进行了深入的分析,对当前分布算术实现方法中存在的性能和实现代价等方面的缺点进行了归纳和总结.针对SIMD二维阵列计算结构这样的体系结构模型,对分布算术的计算并行性进行分析,寻找出分布算术计算中所隐含的计算并行性,从而使得能够应用于二维SIMD阵列来进行高效的计算.

面向自主可控的微系统关键技术研究及展望

微系统技术是后摩尔时代延续摩尔定律重要的解决途径,能够满足电子装备对小型化、多功能电子系统的迫切需求.由于国内外基础工业条件及布局存在较大差异,无法将国外微系统技术路线全盘复制,应立足国内集成电路产业及封测产业的现状,走适合中国国情的自主可控技术路线.本文从微系统产品设计、制造及测试的研制流程出发,重点对微系统设计仿真、先进封装和集成测试等方面的关键技术展开研究,形成了自主创新的关键技术解决思路,并提出了微系统的未来发展预判.

用于嵌入式计算机性能评测技术及其方法研究

嵌入式系统及应用与市场密切关联,其设计受成本、功耗、芯片体积和开发周期等多种因素的制约,嵌入式系统的性能在满足应用需求的条件下,其性能冗余量不宜太大。在产品开发周期内,以尽可能低的原材料成本和开发成本设计具有适当性能的嵌入式系统,是嵌入式系统项目成功的关键。为此,需要对嵌入式微处理器及嵌入式系统的整体性能进行评测和分析,作为嵌入式系统性能设计的依据。介绍嵌入式系统性能测试的基本原理、测试方法,描述多种嵌入式系统性能评测基准及其适用范围。并在此基础上,分析这些嵌入评测基准程序的应用情况,结合当前嵌入式系统级设计过程中需要早期进行性能评估的需要,介绍E3S评测基准及系统级设计评价方法,给出嵌入式计算机设计中测评技术的未来发展趋势。

面向军用电子系统的高性能高可靠处理器设计技术

随着军用电子系统的信息化、智能化、集成化水平不断提升,其所需实现的任务种类和数量越来越多,其所处作战环境也越来越复杂,使得其对高性能高可靠处理器的需求越来越迫切.针对军用电子系统对处理器的高性能应用需求,本文运用双发射指令执行技术、分支预测优化技术以及紧耦合的片上存储管理技术等提升处理器的指令执行效率;针对军用电子系统对处理器的高可靠应用需求,本文应用基于锁步结构的指令恢复技术来提高处理器的容错能力,并采用ECC校验技术和冗余备份技术来提高片上存储系统的纠检错能力和可靠性水平.最终,实现了一款性能达到2 DMIPS/MHz、主频达到300 MHz的面向军用电子系统高性能高可靠处理器.

视觉感知启发的面向出舱活动的物体识别技术研究

为提高航天员出舱活动(EVA)的工效,提出了一种基于视觉感知启发的物体识别方法。首先对视觉观察到的一定区域内的图像进行采集,然后进行二值化赋范梯度的特征提取,并预测物体所在区域的矩形框,选取比该矩形框扩大一定范围的图像作为输入,传递给深度卷积神经网络CNN进行类别识别和精定位。在自建的数据集上进行测试验证,结果表明:该方法达到了88.2%的平均识别准确率,识别速率为0.047 s,可以满足舱外物体识别需求。该方法可为信息化、智能化的出舱活动任务提供参考,对提高出舱活动任务的工效具有重要意义。

基于实时嵌入式系统的串口设备驱动技术研究

针对基于VxWorks嵌入式系统的设备驱动的设计与实现展开研究。在分析系统层次结构和设备驱动调用关系的基础上,对基于VxWorks嵌入式系统的设备驱动框架结构设计,提出了虚拟设备驱动层这一理念,虚拟设备驱动层处在I/O系统和真实驱动程序之间,通过虚拟设备驱动层来统一管理各真实硬件驱动,同时还管理着I/O系统和真实驱动程序之间的通信;通过给出的读写环形缓冲区解决了低速设备和处理器两者的速度同步问题,大大降低了系统开销,提高了驱动程序的性能;通过使用虚拟设备驱动层这一理念开发设备驱动在可靠性和实时性方面都能满足应用要求。

厚膜Au导体的超声键合技术研究

Al丝超声键合技术是混合电路组装中使用得最为普遍的一种键合技术。本文使用焊点破坏性拉力试验和焊点的接触电阻测试两种方法，研究了导体材料（Au、Pd—Au）、膜层厚度、125℃、300℃热老练和温度循环对焊点键合强度的影响。分析了键合强度降低和焊点失效的原因。