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摘要： 《集成电路与嵌入式系统》是由北京航空航天大学主办的综合性学术期刊,聚焦集成电路领域的关键问题,致力于为行业内的专家学者提供交流和分享的平台,为高层次人才自主培养提供重要支撑,促进产学研的深度融合,共同推动我国集成电路产业的稳步发展。征稿范围《集成电路与嵌入式系统》主要刊载与集成电路和嵌入式系统相关的综述和学术论文,具体涵盖电路与系统理论及技术、大规模集成电路设计与制造、嵌入式与系统优化、混沌与非线性电路、传感器与物联网、信号与信息处理系统等方面。

关键词： Engineering \u0026 Technology  

ISBN: (数字)9788770042239 ISBN: (纸本)9788770042246

摘要： After an overview of major scientific discoveries of the 18th and 19th centuries, which created electrical science as we know and understand it and led to its useful applications in energy conversion, transmission, manufacturing industry and communications, this Circuits and Systems History book fills a gap in published literature by providing a record of the many outstanding scientists, mathematicians and engineers who laid the foundations of Circuit Theory and Filter Design from the mid-20th Century. Additionally, the book records the history of the IEEE Circuits and Systems Society from its origins as the small Circuit Theory Group of the Institute of Radio Engineers (IRE), which merged with the American Institute of Electrical Engineers (AIEE) to form IEEE in 1963, to the large and broad-coverage worldwide IEEE Society which it is today. This second edition, commemorating the 75th anniversary of the Circuits and Systems Society, builds upon the first edition’s success by expanding the scope of specific chapters, introducing new topics of relevance, and integrating feedback from readers and experts in the field, reflecting the evolving landscape of Circuits and Systems alongside the evolution of the professional society. Many authors from many countries contributed to the creation of this book, working to a very tight time schedule. The result is a substantial contribution to their enthusiasm and expertise, which it is hoped readers will find both interesting and useful. It is certain that in such a book, omission will be found, and in the space and time available, much valuable material had to be left out. It is hoped that this book will stimulate an interest in the marvelous heritage and contributions of the many outstanding people who worked in the Circuits and Systems area.

摘要： 《集成电路与嵌入式系统》是由北京航空航天大学主办的综合性学术期刊,聚焦集成电路领域的关键问题,致力于为行业内的专家学者提供交流和分享的平台,为高层次人才自主培养提供重要支撑,促进产学研的深度融合,共同推动我国集成电路产业的稳步发展。征稿范围《集成电路与嵌入式系统》主要刊载与集成电路和嵌入式系统相关的综述和学术论文,具体涵盖电路与系统理论及技术、大规模集成电路设计与制造、嵌入式与系统优化、混沌与非线性电路、传感器与物联网、信号与信息处理系统等方面。

关键词： 三维集成电路   布图规划   模块   TSV   模拟退火   强化学习  

摘要： 相较于二维集成电路,三维集成电路(Three-dimensional integrated circuits;3D IC)具有更小的芯片面积,更小的导线长度,更高的存储带宽和易于实现异构集成的优点,被认为是延续摩尔定律最有前景的解决方案之一。布图规划是VLSI(Very Large Scale Integration Circuit;超大规模集成电路)物理设计中的核心步骤之一,在该阶段确定模块位置,优化芯片面积、导线长度等多个指标。 目前,三维集成电路层间连接多采用TSV技术,然而TSV具有较高的制造成本和不可忽略的面积,大量部署TSV不仅会导致芯片的成本提升,还会消耗芯片的硅面积,同时,TSV布图的位置也会影响整体的导线长度,从而影响芯片性能。三维集成电路布图规划阶段直接决定了TSV的数量和布图位置,因此,需要对模块和TSV进行协同布图。相较于二维集成电路布图规划问题,三维集成电路由于涉及到多层布图和TSV布图,问题的复杂度大大提高。 布图规划问题作为优化问题需要大量的专业知识和试错成本,因此将过去的布图经验或专业知识推广到未知电路是研究者们追求的目标。强化学习的自主学习能力和泛化能力为这一目标提供了方向,强化学习的智能体通过与环境交互,以“试错”的方式进行学习并积累经验,以达到相应的目的。 本文针对上述情况,通过对三维集成电路布图规划算法的研究,提出了两种固定轮廓约束下的三维集成电路布图规划优化方法。为优化搜索空间,在第三章提出了一种基于模拟退火的两阶段布图规划方法,运用模拟退火算法通过两阶段依次布图模块和TSV,获得最终布图解,相较一阶段协同布图模块和TSV的方法,两阶段布图规划方法整体线长平均减少10.9%,同时,两阶段的布图规划方法在搜索过程中能稳定获得可行解,更具可靠性。为增强模块布图的局部搜索过程,在第四章提出了基于强化学习的两阶段布图规划方法,依次对模块和TSV布图,模块布图阶段,对模块布图的局部搜索过程进行强化学习建模,构建基于DQN的局部搜索框架搜索模块布图解;TSV布图阶段,在模块布图解的基础上保持模块的相对位置,运用模拟退火算法完成TSV的布图,输出最终布图解。相较于模拟退火算法,基于强化学习的两阶段布图规划方法在两个小规模数据集上整体线长平均减少2.7%和3.0%。因此,在固定轮廓约束下三维集成电路布图规划问题中,针对小规模数据集可以使用基于强化学习的两阶段布图规划方法完成布图规划,针对大规模数据集可以使用基于模拟退火的两阶段布图规划方法。

关键词： MEMS麦克风   信噪比   输入声压级   低功耗模式  

摘要： 随着MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)制造技术的高速发展和手机、耳机等便携式应用的需求推动,MEMS麦克风的关键参数也在快速演变,其中最典型的包括:模块体积减小、信噪比提高以及支持的最大输入声压级的提高。MEMS麦克风性能的不断提高也催生了许多新的应用场景,例如远场拾音、主动降噪、语音控制等,而且新的应用场景又反过来不断推动麦克风性能的发展。 但是,对于现有的采用单背板MEMS传感芯片的单端麦克风来说,高信噪比、小尺寸和高输入声压级正在变成相互矛盾的制约因素使得麦克风性能的演进面临了瓶颈。首先,小体积的后腔声顺会影响信号,降低信噪比。其次为了实现高输入声压级,需要配合提高振膜的刚度来避免和背板接触,但这又同时限制了麦克风的灵敏度和信噪比水平。对此本文提出了采用双背板MEMS传感芯片的全差分麦克风结构来解决单端麦克风上述的固有问题。由于MEMS传感芯片和接口电路都采用了差分结构,其灵敏度将是单端结构的两倍;其次因为双背板的对称结构,振膜所受的静电力相互抵消,可以支持更大的输入声压级;最后全差分架构消除了二次谐波和共模噪声,极大地提高了信号质量。 本文主要完成两项工作:其一是推导得到双背板MEMS传感芯片的集总等效电路模型;其二是设计配套的接口电路,进而组装成完整的麦克风产品。配套的接口电路采用0.18μm 3.3/1.8 V 1P5M的标准CMOS工艺,为了进一步平衡功耗和性能,接口电路集成两种工作模式,当电源电压降低时会自动进入低功耗模式。最终的麦克风产品尺寸为4 mm*3 mm*1.2 mm,归一化灵敏度为-37 dBV,信噪比达到70 dB,最大输入声压级达到135 dB SPL。