一种高速数据采集卡增益误差矫正研究

高速数据采集卡用途广泛,在其前端模拟调理电路中可变增益运放因自身问题会引入增益误差进而造成采样数据准确度降低。为了解决此类问题,针对可变增益运放中的增益误差来源作量化分析和矫正方法的研究。介绍了增益误差矫正功能在数字领域内实现的具体工作方式。相关的增益误差矫正方案经过相关高速数据采集卡验证,可以极大提高采样数据的准确度,实验结论证明:使用标准正弦波信号测试,经过矫正后高速数据采集卡采样的数据误差范围可以控制在1%以内。

可重构高速数据加密系统设计和实现

为解决SM4传统加解密方式存在的速度慢、效率低、占用CPU计算资源的问题,提出了一种可重构高速数据加密系统。该系统基于Xilinx Virtex UltraScale VU9p FPGA,利用PCIe热插拔特性,可快速应用于办公主机或服务器,通过PCIe高速接口实现数据的快速传输,在FPGA内实现并行可调度SM4算法逻辑,设计有专用DMA模块,实现旁路主机CPU传输明文密文,减少主机端资源占用;采用FPGA实现的加解密系统具备可重构性,大大降低了算法迭代的硬件成本。系统分析测试和实验结果表明,该系统实现了数据的高速可靠传输与加密,总线速率达到8 GT/s,能有效满足大容量数据快速加解密的需求;采用并行可调度流水线加解密,较CPU实现方式,加解密速率提升约25.78倍。

基于SystemVerilog的图像采集压缩卡芯片验证平台设计

验证平台对视频采集压缩卡芯片的开发设计有重要作用。针对传统的验证平台在代码覆盖率以及测试效率方面存在的不足,设计了一款基于SystemVerilog搭建的验证平台,该验证平台采用面向对象程序语言设计,其中,PCIe host(RP)端采用Xilinx IP建模链路层和物理层,保证了PCIe总线环境与真实主机板卡环境相同;外部验证环境采用SystemVerilog分层设计的方法,并采用类思想进行上层验证环境设计,使较多验证组件能够移植至同一接口协议的不同类SoC;此外,在自动化验证阶段,通过仿真报告自动判断case状态,调整随机基准以及在覆盖率报告中追踪未覆盖模块路径,极大地改善了代码的边角覆盖情况,加速了回归收敛。从采集压缩仿真过程、验证自动化以及覆盖率3个方面对该验证平台进行了分析,结果表明,该验证平台可快速完成相似设计的验证模组横向移植,提高相似功能芯片的验证可靠性,节省人力,加快仿真进度,加速覆盖率收敛,缩短验证周期,增加流片成功率。

基于忆阻器的组合逻辑电路设计

基于忆阻器的数字逻辑电路为探索先进的计算体系结构开辟了新的途径。在多种基于忆阻器的逻辑设计方法中,忆阻器比例逻辑(MRL)可以与传统CMOS工艺兼容制备出基本的门电路元件。简化了CMOS结构,仅单独使用NMOS管与忆阻器级联可以实现各种逻辑门单元。随后根据所提出的方案设计了编码器、解码器、全加器、乘法器等,并使用LTspice软件进行信号仿真,模拟结果与真值表完全一致。与传统的逻辑电路进行比较,该设计方案大量节省了元件数量,并且部分电路设计不需要为晶体管提供额外的独立电源,因此应用在更复杂的电路中可以大大节省芯片集成面积,为传统集成电路技术提供了一种有前途的替代方案。

IC可测性与3D芯片测试技术的分析

阐述系统级芯片SoC的可测性技术DFT,在系统测试中发挥着极其重要的作用。DFT技术主要包括扫描测试和内建自测试BIST,探讨测试数据压缩技术、低功耗测试技术、并发在线测试中的DFT测试技术,以及3D IC测试技术的原理、存在的问题和发展前景。DFT测试技术实现低功耗、低测试成本、测试时间短、高故障覆盖率和高测试效率。

二维钙钛矿光伏器件

有机-无机杂化卤化物钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells, PSCs)由于其成本低廉、制备工艺简单、光电转换率高等优点引起了越来越多的关注,在下一代半导体光伏技术中显示出巨大的发展潜力。然而PSCs器件在商业化生产应用之前,必须解决某些关键问题,例如器件在湿度、光照和过热条件下缺乏稳定性,性能会急剧衰退。层状二维(two-dimensional, 2D)钙钛矿由于其优异的环境稳定性而受到研究人员的广泛关注。通过引入不同种类的疏水性大体积有机铵阳离子可以在钙钛矿体内形成稳定的2D结构。然而,由于绝缘有机间隔阳离子的存在,使其电荷输运能力受阻并影响光电转换性能。本文根据不同种类2D钙钛矿光伏器件的发展进程,总结了影响2D钙钛矿结构和性能的关键问题,如晶体垂直取向设计、量子阱调控和有机层间隔阳离子替换工程等。最后对2D PSCs的未来发展进行展望。