ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ МИКРО- И НАНОЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ (МЭС)

Архив статей журнала

МЕТОДИКА УСКОРЕННОЙ ХАРАКТЕРИЗАЦИИ МНОГОРАЗРЯДНЫХ ТРИГГЕРОВ С КОНТРОЛЕМ ТОЧНОСТИ (2022)
Выпуск: № 3 (2022)
Авторы: Ильин Сергей Алексеевич, Ласточкин Олег Викторович, Ищенко Н. А.

Снижение потребляемой мощности является одной из важнейших задач проектирования современных СБИС. Существуют различные подходы к решению данной задачи. Одним из методов, позволяющих сократить потребляемую мощность является использование библиотек многоразрядных триггеров. Наиболее длительным этапом маршрута проектирования библиотеки многоразрядных триггеров является этап характеризации. В данной статье предлагается методика, позволяющая пользователю сократить временные затраты на характеризацию многоразрядного триггера за счет незначительной потери точности.

Сохранить в закладках
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ЗА СЧЕТ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЙ НА ЭТАПЕ ПЛАНИРОВКИ ФИЗИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИС С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ (2022)
Выпуск: № 3 (2022)
Авторы: Джанполадов Вахтанг Арташесович

В данной работе разбирается применение алгоритмов машинного обучения для прогнозирования мощности рассеивания энергии за счет переключений компонентов схем на начальном этапе физического проектирования интегральных схем (ИС) для конкретной архитектуры. Реалистичная оценка потребляемой мощности возможна на заключительных этапах маршрута проектирования ИС, что может создать дополнительную итеративность в маршруте для оптимизации энергопотребления. Предложенный метод позволяет довольно точно спрогнозировать конечное значение рассматриваемого вида энергопотребления с высокой точностью для различных типов стандартных ячеек при различных сценариях и конфигурациях планировки. Недостатком метода является необходимость прохождения полного маршрута проектирования выбранной схемы с выбранным диапазоном параметров для сбора данных, нужных для обучения моделей машинного обучения, что требует дополнительных машинных и временных ресурсов.

Сохранить в закладках
О МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ ЦИФРОВЫХ МИКРОЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ И ПРОВЕРКЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ВЫПОЛНЯЕМЫХ ФУНКЦИЙ НА ЭТАПЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ (2022)
Выпуск: № 3 (2022)
Авторы: Иванников Александр Дмитриевич

Метод моделирования цифровых микроэлектронных систем широко используется при проектировании последних. При этом важным этапом является проверка проекта на правильность функционирования цифровой системы. На компьютерную модель проекта подаются проверочные тесты, и разработчик анализирует правильность или ошибочность изменения выходных и внутренних сигналов проектируемой системы. При этом должна осуществляться проверка правильности как выполнения всех функций системы, так и всех возможных последовательностей функций. В данной работе предлагается модель и методика проверки последовательностей функций цифровой системы.

Сохранить в закладках
ТОПОЛОГИЧЕСКИЕ РИСУНКИ ГРАФА (2022)
Выпуск: № 3 (2022)
Авторы: Курапов Сергей Владимирович, Давидовский М. В.

В данной работе рассматривается труднорешаемая комбинаторная задача построения топологического рисунка графа. В соответствии с предложенным в данной статье подходом решение этой задачи разбивается на несколько этапов, вводятся основные определения и ограничения предлагаемых математических моделей. Основой построения моделей служат методы дискретной оптимизации и теория вращения вершин графа. Для построения математической модели решается задача выделения плоской части графа, которая рассматривается как комбинаторная задача нахождения подмножества изометрических циклов графа. Представленный метод выделения плоской части графа основан на выделении базиса изометрических циклов графа модифицированным алгоритмом Гаусса с последующим выделением плоской части методом градиентного спуска. Рассматриваются методы построения топологического рисунка графа с минимальным числом пересечений.

Сохранить в закладках
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ ПО СЛОЯМ ПРИ МНОГОСЛОЙНОЙ ГЛОБАЛЬНОЙ ТРАССИРОВКЕ (2022)
Выпуск: № 3 (2022)
Авторы: Лебедев Борис Константинович, Лебедев Олег Борисович, Щелоков Альберт Николаевич

В работе рассматривается алгоритм распределения соединений по слоям в задаче многослойной глобальной трассировки, базирующейся на биоинспирированных методах поиска. Решение задачи глобальной трассировки базируется на подходе, включающем две стадии. На первой стадии решается задача однослойной трассировки. На второй -выполняется «распределение соединений по слоям». Разработанные алгоритмы реализованы в виде двух программ: эвристического распределения соединений по слоям и разнесения соединений по слоям методом муравьиной колонии. Решения, полученные в процессе выполнения глобальной трассировки предложенным алгоритмом, на 2-5% лучше, в сравнении с достигнутыми результатами известных трассировщиков. Общая оценка временной сложности лежит в пределах О(n2)-О(n3).

Сохранить в закладках
СИСТЕМНЫЙ ПРОЕКТ ПЛИС С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВИЗУАЛЬНЫХ ЯЗЫКОВ (2022)
Выпуск: № 3 (2022)
Авторы: Власов Андрей Игоревич, Расюк А. А., Хохлунова О. Д.

Работа посвящена анализу перспектив использования языка визуальных языков моделирования для синтеза системного проекта ПЛИС. Проанализированы общие подходы использования визуальных языков и выявлены основные направления их применения при проектировании (синтезе) проекта ПЛИС. Показано, что применение визуальных языков позволяет ускорить и упростить процесс проектирования посредством повторного использования уже имеющихся шаблонов архитектуры.

Сохранить в закладках
ОБРАТНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБИС ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ АППАРАТУРЫ (2022)
Выпуск: № 3 (2022)
Авторы: Черемисинов Дмитрий Иванович, Черемисинова Людмила Дмитриевна

Обратное проектирование СБИС - мощный инструмент, используемый при верификации проекта для повышения быстродействия средств моделирования аппаратуры, а также для обнаружения незаконных вложений в процессе ее производства. Задача обратного проектирования СБИС заключается в построении спецификации устройства путем анализа его аппаратной реализации в виде СБИС. Основным этапом обратного проектирования является декомпиляция плоского нетлиста транзисторной схемы, которая состоит в извлечении из него описания на уровне логических элементов. В работе предлагаются программные средства выделения логической схемы из плоского SPICE-описания транзисторной схемы. Приводятся примеры обратного инжиниринга практических примеров транзисторных схем.

Сохранить в закладках
МОДЕЛИРОВАНИЕ СВЯЗАННЫХ МЕМРИСТОРНЫХ ОСЦИЛЛЯТОРОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ СХЕМНЫХ СИМУЛЯТОРОВ (2022)
Выпуск: № 3 (2022)
Авторы: Ракитин Владимир Васильевич, Русаков Сергей Григорьевич, Ульянов Сергей Леонидович

Выполнен цикл моделирования электрических характеристик связанных автогенераторных схем. Обсуждаются результаты моделирования четырёх связанных мемристорных осцилляторов, для которых обеспечиваются режимы синхронизации с коллективным захватом частоты при возможном различии фаз.

Сохранить в закладках
ПРИБОРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРАВЛЕНИЯ ЖЕРТВЕННОГО СЛОЯ В ЧУВСТВИТЕЛЬНОМ ЭЛЕМЕНТЕ МИКРОБОЛОМЕТРИЧЕСКОЙ ИК МАТРИЦЫ НА БАЗЕ КНИ СТРУКТУРЫ (2022)
Выпуск: № 4 (2022)
Авторы: Евсиков Илья Дмитриевич, Демин Глеб Дмитриевич, Дюжев Николай Алексеевич, Фетисов Евгений Александрович, Хафизов Ренат Закирович

В настоящее время большое внимание исследователей привлекает разработка неохлаждаемых ИК матричных микроболометров на базе КНИ структур, что обусловлено их высоким быстродействием и температурной чувствительностью по сравнению с другими болометрическими и термопарными сенсорными элементами, работающими в ИК спектре длин волн. Важным параметром таких КНИ микроболометров является полезная площадь диэлектрической (SiO2) мембраны, поглощающей ИК излучение, и ее хорошая тепловая изоляция, что требует технологического подбора режимов травления жертвенного слоя (Si) через матрицу сквозных отверстий (окон) в SiO2 мембране. В работе проведено TCAD моделирование газофазного травления жертвенного Si слоя с учётом его толщины и размера окон. Показано, что уменьшение размера окон от 120 до 80 мкм2 приводит к снижению в 2 раза времени травления (от 480 до 240 секунд) и обеспечивает эффективное увеличение полезной поверхности чувствительного элемента микроболометра, которая разогревается от ИК излучения. Полученные результаты могут быть полезны в процессе отработки технологических операций изготовления ИК микроболометрических матриц на КНИ подложках.

Сохранить в закладках
ДИНАМИЧЕСКИЕ И ФЛУКТУАЦИОННЫЕ ОШИБКИ ОДНОМЕРНОГО ФИЛЬТРА КАЛМАНА (2022)
Выпуск: № 4 (2022)
Авторы: Лыгач А. Н., Давыденко Игорь Николаевич

В статье рассматривается оценка критичности дисперсии ошибок фильтрации фильтра Калмана к изменению коэффициентов фильтрации, которые зависят от шумов маневра и модели маневра. Представлены графики зависимости суммарной ошибки фильтрации от коэффициента фильтрации. Раздельно рассмотрены динамические и флуктуационные ошибки фильтрации.

Сохранить в закладках
ПЛАНАРНАЯ ПЕЧАТНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА ДЛЯ ДОПЛЕРОВСКОГО ИЗМЕРИТЕЛЯ СКОРОСТИ И УГЛА СНОСА (2022)
Выпуск: № 4 (2022)
Авторы: Кондратьев Андрей Владимирович, Скобелев Д. Н., Стрекопытов Дмитрий Викторович, Курганов И. Н., Байбаков Д. Б.

Выбор метода реализации антенной решетки для допплеровского измерителя скорости и угла сноса обуславливается особенностями режима полета ЛА, его ТТХ и параметрами подстилающей поверхности. Для создания требуемых параметров применяются печатные антенные решетки.

Сохранить в закладках
ИНТЕГРИРОВАННЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ САМОПИТАЕМЫХ СИСТЕМ (2022)
Выпуск: № 4 (2022)
Авторы: Волобуев Павел Сергеевич, Коршунов Андрей Владимирович, Порядина М. В.

При проектировании энергоэффективных интегральных микросхем на основе современных технологий необходимо использование регуляторов напряжений. Рабочие напряжения, получаемые от доступных альтернативных источников, передаются подсистеме преобразования питания, которая стабилизирует напряжение для нужд потребителей: цифровой логики или СФ-блоков. Данная статья посвящена особенностям использования линейных регуляторов напряжения (LDO). Приведены анализ и результаты разработанного интегрального LDO для самопитаемых систем.

Сохранить в закладках