汽车电子电气架构的发展及趋势

随着汽车功能的日益增加,传统的电子电气(EE)架构面临很大的挑战,从而迫使整车的电子电气架构不断地演进,从传统的分布式向集中式转变,从面向信号的软件架构向面向服务的软件架构转变,从控制局域网络(CAN)、局域互联网络(LIN)总线向车载以太网通信架构转变。介绍了汽车电子电气架构的现状以及面临的挑战,概述了汽车电子电气架构的演进路线及具体方案技术,结合电子电气架构的演进趋势,对电子电气架构未来的发展方向提出展望。

一种前后台结合的Pipelined ADC校准技术

针对Pipelined模数转换器(ADC)中采样电容失配和运放增益误差带来的非线性问题,提出了一种前后台结合的Pipelined ADC校准技术。前台校准技术通过对ADC量化结果的余量分析,补偿相应流水级的量化结果,后台校准技术基于伪随机(PN)注入的方式,利用PN的统计特性校准增益误差。本校准技术在系统级建模和RTL级电路设计的基础上,实现了现场可编程门阵列(FPGA)验证并成功流片。测试结果显示,在1 GS/s采样速率下,校准精度为14 bit的Pipelined ADC的有效位数从9.30 bit提高到9.99 bit,信噪比提高约4 dB,无杂散动态范围提高9.5 dB,积分非线性(INL)降低约10 LSB。

适用于超声电机驱动器的双H桥电路设计

超声电机作为新型电机,其电机驱动器的设计至关重要。基于0.18μm高压CMOS工艺设计了一款适用于超声电机驱动器的双H桥集成电路,本集成电路包含两个相同的独立裸芯,搭配简单的外围电路能够实现两路不同相位电压的输出。同时,内部集成了逻辑控制模块可兼容TTL、CMOS两种输入电平,集成自适应死区控制可避免同一桥臂直通。最后,通过验证板实测可满足100 kHz的两路不同相位电压的输出,可完成对超声电机的有效驱动。

基于SIP的FPGA驱动电压补偿测试研究

在基于SIP的现场可编程门阵列(FPGA)性能参数验证测试时,驱动电压测试会受到多种因素的影响,如PCB线阻、插座信号损耗以及测试温度等,这些因素导致ATE测试的实测值与真实值之间存在偏差。为了提高驱动电压的测试精度,提出一种基于卷积神经网络(CNN)与长短时记忆(LSTM)网络的误差补偿方法。将PCB线长、测试温度等参数作为特征输入到CNN-LSTM模型中,模型经过训练迭代后能够预测出驱动电压的误差值;再将预测的误差值应用于ATE测试机中,对实测值进行补偿和修正,从而使得测试结果更加接近真实值。实验结果表明,所提方法能够有效地减小测试误差,提高FPGA驱动电压测试的准确性。

一款基于SiGe工艺的宽带射频驱动放大器

为了降低温漂效应对放大器的影响,通过理论分析,设计了一款集成有温度补偿直流偏置网络的宽带射频驱动放大器。为了提高增益和输出功率,电路采用两级差分共射-共基极(cascode)结构,输出端口集成了一款结构新颖的差分转单端Marchand巴伦,同时基于0.18μm SiGe BiCMOS高性能异质结双极晶体管工艺进行设计。电磁仿真结果显示,在8~16 GHz的频带范围内,放大器的增益>26 dB,输出1 dB功率压缩点≥10 dBm,饱和输出功率≥13 dBm,端口回波损耗≤-10 dB,-40~125℃范围内同频点增益浮动≤1.5 dB。所设计的驱动放大器电路性能稳定,2.8 V电源工作电流为45 mA,尺寸仅为0.50 mm×0.58 mm,实现了SiGe放大器高性能、小型化的设计要求。

大规模Flash型FPGA整体功能仿真验证方法研究

提出了一种大规模Flash型FPGA整体电路编程后功能仿真验证的方法。通过对核心Flash单元建立数字Verilog等效模型,采用整体数字仿真验证和模拟仿真验证的方法,结合编程功能案例,对器件内部所有的资源模块进行功能仿真验证,并且提出了加快整体电路数字仿真速度的方法。将提出的仿真验证方法成功应用于大规模Flash型FPGA芯片设计验证,得到了正确的验证结果,整体电路仿真验证速度得到了显著提升。

基于改进EK算法的FPGA内部互联自动化测试方法

在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)互联资源(Interconnect Resource,IR)测试中,现存测试方法存在测试向量配置次数多、测试复杂度高且测试效率低等问题。为减少配置次数和提高测试效率,文中提出一种基于改进EK(Edmonds-Karp)算法的FPGA内部互联自动化测试方法。该方法将EK算法中寻找从源点s到终点t最短路径的增广路径改为寻找s到t最长路径的增广路径,以此减少配置次数。根据FPGA内部底层互联资源结构建立模型,将改进EK算法应用到Kintex-7系列FPGA中进行自动化布线路径搜索,并将布线路径配置进FPGA进行仿真实验。实验结果表明,相较于现存测试方法,所提方法在不减小故障覆盖率的同时能够以较少的配置次数检测出FPGA内互联资源的开路故障、短路故障和固定型故障。

隔离驱动芯片高速编解码电路设计

文中利用层叠式微型片上变压器的隔离传输方式设计了一种应用于隔离驱动电路的数字隔离器编解码方案。针对现有隔离器主流编解码方案中射频调制功耗过高和脉冲调制速率限制及可靠性问题,文中采用单双脉冲编解码技术降低功耗并优化编解码方式。相较于传统单双脉冲解码方式,将解码电路中采样脉冲信号改为边沿触发信号可提高可靠性,信号传输速率提升近两倍,降低了延时时间,并可结合刷新计时电路和看门狗电路实现数字隔离器的可靠传输。实验结果表明,在新设计下,数字信号可实现DC~90 Mbit·s^(-1)的隔离传输,编解码整体静态功耗为0.574 mA,动态功耗为0.257 mA·(Mbit·s^(-1))^(-1),延时时间小于18 ns,脉宽失真小于2 ns。

电子封装技术的新进展

本文综述了电子封装技术的最新进展。

电子封装用金属基复合材料的研究现状

微电子技术的飞速发展也同时推动了新型封装材料的研究和开发。本文综述了电子封装用金属基复合材料的研究和发展状况,并以A1/SiCp为重点,分析对比了目前国内外的差距,提出了其未来的发展趋势及方向。

基于SiP技术的空间飞行器综合电子系统

随着空间飞行器的电子设备向着小型化和集成化的方向发展,对综合电子系统提出了高性能、轻质化、集成化、小型化等要求。系统级封装(System in Package,SiP)已经成为重要的先进封装和系统集成技术,是未来空间飞行器综合电子系统小型化和多功能化的重要技术路线。介绍了国内外综合电子系统的发展现状和趋势,在分析空间飞行器对综合电子系统的需求基础上,对基于SiP技术的空间飞行器综合电子系统组成和关键技术进行了介绍,总结了基于SiP技术的综合电子系统的特点与优势。

微电子重大发展态势分析

从“硅技术是否已出现新的发展态势?”、“推动技术进步的模式是否在演变?”和“在这些演变中我们要注视些什么?”三个方面,探讨主流半导体技术(硅技术)发展阶段特点及其创新走向。分析指出,电子系统设计将在下一波硅技术进步中起着重要的作用,并以此为依据,讨论中电科技集团公司发挥综合优势,在我国电子技术领域中,发挥应有的主力军作用。

消费电子产品发展趋势及封装技术的应用

消费性电子产品是与社会大众关系最为密切的一类半导体产品。它在半导体工业中处于应用的最前沿,其消费电子产业也是半导体产业界中发展最迅速、市场规模最大的一股力量。文章分析了近年来消费电子产业发展的动态和规律,提出了当前消费电子产品有四大发展趋势,即跨界融合、节能低功耗、体积微型化和环保绿色化,也可以简要概括为更强大、更省电、更小巧和更环保四个要素。同时分析了半导体制造工艺技术的提升是消费电子产品发展的基础和前提,并着重介绍了几类先进封装技术在消费电子产品制造中的应用。

适用于STT-MRAM的写电压产生电路设计

自旋转移力矩随机磁存储器(STT-MRAM)是一种新型的非易失性存储器,在各行各业均具有广泛的应用前景。STT-MRAM使用磁隧道结(MTJ)器件来存储信息,写电压通常是零温度系数的,但MTJ的临界翻转电压具有负温度特性,高温时写电压与临界翻转电压相差较大,影响器件寿命,低温时写电压与临界翻转电压接近,甚至可能低于临界翻转电压,导致写入困难。针对MTJ的临界翻转电压的负温度特性,设计了一款宽温区温度自适应的写电压产生电路,在-40~125℃下为MTJ提供稳定的写电压,实现宽温度范围尤其是低温下数据的正常写入,并提高了高温下器件的寿命。经过后仿真验证,该电路在-40~125℃温度范围内均能实现MTJ成功写入,且写入电压与临界翻转电压的差值在100 mV左右。

基于Boost电路的光伏电池最大功率点跟踪仿真研究

太阳能的合理利用对社会发展与日常生活具有重大意义。为了更高效地利用太阳能,深入研究光伏系统中的最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)技术至关重要。通过对光伏电池数学模型的分析,并结合先进的Matlab/Simulink仿真工具,可以更精准地模拟和优化光伏系统的工作状态。采用升压电路(Boost)与扰动观察法相结合的策略,能够有效跟踪光伏电池的最大功率点,提升太阳能的利用效率。

基于电刺激触觉再现的可穿戴触觉信息表达系统

在人们的视觉和听觉无法发挥作用的场合下,触觉再现系统为人们感知周围的信息提供了一条非常有效的途径。该文设计并研制了基于电刺激的可穿戴式的触觉信息表达系统,采用动态循环显示技术在8×8个球形电极组成的电极阵列上通过手腕感知信息。进行了3组实验即不同频率和占空比条件下的电压感知阈值实验、空间分辨率实验和简单汉字感知实验。实验结果表明,在频率为100 Hz、占空比为35%时的电压感知阈值最低且感知效果最好;相邻电极之间的最小间距为4.5 mm时可以清楚地分辨出两列;简单汉字的感知成功率均高于90%。实验结果验证了该系统的有效性,同时为将来识别复杂汉字信息奠定了基础。

基于SiP的半导体激光器恒温控制及驱动系统设计

恒定的温度环境及稳定的电流注入是半导体激光器稳定工作的重要条件。传统恒温控制系统和光源电流驱动系统采用电压基准源、运放、功率三极管、MOSFET等分立器件实现,大量分立器件导致了系统电路复杂、可靠性低等问题。利用系统级封装(SiP)技术,将恒温控制系统与光源电流驱动系统进行高密度集成,实现了小型化、集成化、低成本的设计。通过系统级电路和热仿真分析,确保器件设计的可靠性。测试结果表明,该器件的参数满足要求。

超大规模复杂嵌入式系统智能电源健康管理方案的研究与实现

随着嵌入式系统朝着多元化的方向发展,以及技术的不断进步和应用需求的不断增长,嵌入式系统的硬件平台也呈现出多元化的发展趋势。从最初的简单处理器,到现在的多核处理器、FPGA、ASIC等,嵌入式系统的硬件平台越来越复杂。电源完整性面临着严峻的挑战,伴随着嵌入式系统的电源通道越来越多、功耗急剧增加、上电时序要求苛刻和复位信号分类复杂,智能数字电源健康管理单元显得越来越重要。基于TI公司的数字电源上电顺序控制电路UCD9090、数字PWM系统控制电路UCD9244实现14路电源上电顺序控制、电压监控、温度监控、复位信号及配置信号的控制。此方案与传统智能数字电源健康管理方案相比控制灵活、实现简单,且无需编写复杂代码,其在系统中的应用缩减了产品的上市时间。

建设企业集团 提升竞争能力——无锡威孚集团发展的启迪

近年来,全球范围内的产业结构和工业布局进入新的调整和改组时期,发达国家以超级大公司支撑本国经济和左右世界经济的发展趋势。这种态势必将对我国的工业乃至整个国民经济的发展带来深刻的影响。在这种形势下,加快组建和发展具有中国特色的大型企业集团,势在必行。对国有企业进行结构调整,发展有优势的企业集团,增强重点企业集团的竞争能力,促进经济集中化、加快产业升级是推动我国经济再上新的台阶并融入世界经济一体化的可行渠道。

建设微电子强国的思考

1建设微电子强国的大环境问题 1.1 2004年产业经济数据(来自IC Insights、FSA、SIA等)表明,传统半导体产业"大者恒大"的趋势日益突显 ·全球半导体总销售值2140亿美元,其中,全球十大半导体公司总值1113亿美元,占半导体行业的52%,全球十大半导体公司中最小达56亿美元;