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STT-MRAM绝对差值原位计算驱动的轻量型AdderNet电路设计
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作者 王黎勋 张跃军 +2 位作者 李琪康 张会红 温亮 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第9期3252-3261,共10页
随着人工智能研究的不断深入,卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)在资源受限环境中的部署需求不断上升。然而,受限于冯·诺依曼架构,CNN加速器随着部署模型深度增加,卷积核逐层堆叠所引发的乘累加运算呈现超线性增... 随着人工智能研究的不断深入,卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)在资源受限环境中的部署需求不断上升。然而,受限于冯·诺依曼架构,CNN加速器随着部署模型深度增加,卷积核逐层堆叠所引发的乘累加运算呈现超线性增长趋势。为此,该文提出一种基于自旋转移矩磁性随机存储器(Spin Transfer Torque-Magnetoresistive Random Access Memory, STT-MRAM)的轻量型加法神经网络(AdderNet)加速电路设计方案。该方案首先将L1范数引入存算一体架构,提出STT-MRAM绝对差值原位计算方法,以轻量级加法取代乘累加运算;其次,设计基于磁阻状态映射的可配置全加器,结合稀疏优化策略,跳过零值参与的冗余逻辑判断;最后,进一步构建支持单周期进位链更新的并行全加器阵列,实现高效的卷积核映射与多核L1范数并行计算。实验结果显示,在CIFAR-10数据集上,该加速器实现90.66%的识别准确率,仅较软件模型下降1.18%,同时在133 MHz频率下达到32.31 GOPS的最大吞吐量与494.56 GOPS/W的峰值能效。 展开更多
关键词 磁性随机存储器 加法神经网络 稀疏计算 硬件加速器 人工智能
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基于硅转接板的2.5D封装中电源地平面研究和优化
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作者 陈龙 宋昌明 +3 位作者 周晟娟 章莱 王谦 蔡坚 《电子与封装》 2025年第11期34-40,共7页
针对基于硅转接板的2.5D封装中电源分配网络(PDN)阻抗大、系统电压噪声大的电源完整性问题,建立2.5D封装模型,研究和优化封装系统的电源完整性。采用三维电磁场与电路协同仿真的方法,对硅转接板上的电源地平面进行阻抗优化,并通过合理... 针对基于硅转接板的2.5D封装中电源分配网络(PDN)阻抗大、系统电压噪声大的电源完整性问题,建立2.5D封装模型,研究和优化封装系统的电源完整性。采用三维电磁场与电路协同仿真的方法,对硅转接板上的电源地平面进行阻抗优化,并通过合理选择与布局深槽电容(DTC)对系统进行阻抗优化和电压噪声改善。结果显示,提高电源地平面的布线密度能够有效降低PDN的阻抗。电源地平面线宽/线距存在优化下限,当线宽/线距小于片间互连信号线线宽的2倍时会对片间互连信号线产生阻抗不连续的不良影响。在所建立的模型中,根据PDN阻抗的高频谐振峰选择DTC,使得PDN阻抗降低约83%,电压噪声减小约42%。同时,DTC的集成会在中高频段引入新的谐振峰,对PDN产生阻抗增大的不利影响。 展开更多
关键词 2.5D封装 硅转接板 电源完整性 电源地平面 深槽电容
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反熔丝的研究与应用 被引量:20
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作者 王刚 李平 +3 位作者 李威 张国俊 谢小东 姜晶 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期30-33,共4页
综述了ONO(氧化物-氮化物-氧化物)反熔丝、非晶硅(a-Si)反熔丝和栅氧化层反熔丝的制作工艺、性能参数及其优缺点,介绍了反熔丝器件包括反熔丝可编程只读存储器(PROM)和反熔丝现场可编程门阵列(FPGA)在器件应用、存储容量、可用门数、工... 综述了ONO(氧化物-氮化物-氧化物)反熔丝、非晶硅(a-Si)反熔丝和栅氧化层反熔丝的制作工艺、性能参数及其优缺点,介绍了反熔丝器件包括反熔丝可编程只读存储器(PROM)和反熔丝现场可编程门阵列(FPGA)在器件应用、存储容量、可用门数、工作电压和抗辐射性能等方面的研究进展,指出了反熔丝以及反熔丝器件的4个主要发展趋势,即工艺兼容、高密度、有机/柔性和新材料。 展开更多
关键词 反熔丝 氧化物-氮化物-氧化物 非晶硅 栅氧化层 反熔丝PROM 反熔丝FPGA
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磁悬浮微进给机构的PID控制 被引量:9
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作者 宋文荣 于国飞 +2 位作者 王延风 何惠阳 韩红霞 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期28-31,共4页
利用磁悬浮技术实现了微进给机构的运动部件与运行导轨之间的无接触支撑,消除了摩擦与磨损,克服了摩擦产生的金属粉尘污染问题。采用主动可控电磁阻尼系统,控制线圈的电流即可控制系统的阻尼,可根据实际应用场合,确定采用恒定阻尼还是... 利用磁悬浮技术实现了微进给机构的运动部件与运行导轨之间的无接触支撑,消除了摩擦与磨损,克服了摩擦产生的金属粉尘污染问题。采用主动可控电磁阻尼系统,控制线圈的电流即可控制系统的阻尼,可根据实际应用场合,确定采用恒定阻尼还是时变阻尼。对磁悬浮微进给机构实施PID控制,并进行了仿真试验。结果表明:当阻尼恒定不变时,应使C_2=0.5~1.0,机构的位移控制超调量≤0.933%,绝对稳态误差值≤1.77~2.30μm;当采用时变阻尼系统时,位移控制超调量≤3.617%,绝对稳态误差值≤0.033μm,运动控制达到纳米级准确度。 展开更多
关键词 磁悬浮技术 微进给机构 PID控制 金属粉尘污染 主动可控电磁阻尼系统 集成电路
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直接序列扩频信号快速捕获 被引量:12
5
作者 李菊 陈禾 +1 位作者 吴嗣亮 何佩琨 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期905-908,共4页
提出一种新的基于频域并行搜捕法的改进型快捕电路结构.该结构利用设计复用技术实现FFT单元和IFFT单元的复用;通过软件计算本地伪码FFT,并将其结果存储在ROM中,使硬件规模大幅减少;采用并行设计提高系统的运算速度;采用块浮点算法提高... 提出一种新的基于频域并行搜捕法的改进型快捕电路结构.该结构利用设计复用技术实现FFT单元和IFFT单元的复用;通过软件计算本地伪码FFT,并将其结果存储在ROM中,使硬件规模大幅减少;采用并行设计提高系统的运算速度;采用块浮点算法提高动态范围和运算精度.整个快捕电路由一块FPGA XC 2V 3000-5实现,工作时钟为29 ns,精度为1/4码片情况下,伪码捕获仅需4.145 m s.仿真和测试结果验证了设计的正确性. 展开更多
关键词 直接序列扩频信号 快速捕获 频域并行搜捕法 现场可编程门阵列
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直线驱动磁悬浮进给机构的研究 被引量:6
6
作者 孙宝玉 梁淑卿 +2 位作者 宋文荣 王延风 何惠阳 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2003年第4期338-342,共5页
分析了传统机械进给机构的特点,设计了一种集磁悬浮和线性驱动技术为一体的精密进给平台机构,此机构采用直线同步电机对悬浮的平台机构提供驱动力。这种驱动方式避免了传统驱动方式造成的摩擦、弹性变形、滞后和非线性误差,实现了平台... 分析了传统机械进给机构的特点,设计了一种集磁悬浮和线性驱动技术为一体的精密进给平台机构,此机构采用直线同步电机对悬浮的平台机构提供驱动力。这种驱动方式避免了传统驱动方式造成的摩擦、弹性变形、滞后和非线性误差,实现了平台进给机构在水平和垂直两方向的无接触支撑和导向。针对磁悬浮平台进给机构设计了直线同步电机的结构,并对直线电机产生的磁力进行分析计算。直线驱动技术在磁悬浮平台进给机构中的应用使进给系统具有响应快速、刚度高以及定位精确的特点,能够满足微电子设备高精度、高效率和超洁净加工的需要。 展开更多
关键词 直线驱动 磁悬浮平台 直线同步电机 数字PID控制 微电子设备
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Avalon总线与SOPC系统架构实例 被引量:24
7
作者 徐宁仪 周祖成 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期17-20,共4页
介绍了可编程系统集成(SOPC)的基本概念和Avalon总线,着重描述了Avalon总线的内容和操作,利用SOPC Builder搭建了一个SOPC的实例,在Altera的Excalibur Nios开发板上进行了仿真验证。
关键词 AVALON总线 SOPC 系统架 嵌入式微处理器 集成电路 可编程系统集成
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神经电生理微电极阵列检测系统研制 被引量:8
8
作者 林楠森 宋轶琳 +1 位作者 刘春秀 蔡新霞 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期2028-2032,共5页
该文设计了基于微电极阵列的16通道神经电生理信号检测系统。检测系统由硬件和软件两部分组成,其中硬件部分可分为以下3个模块:微电极阵列接口模块,用于实现微电极阵列和检测系统的可靠连接;多通道信号放大模块,用于对微弱电生理信号进... 该文设计了基于微电极阵列的16通道神经电生理信号检测系统。检测系统由硬件和软件两部分组成,其中硬件部分可分为以下3个模块:微电极阵列接口模块,用于实现微电极阵列和检测系统的可靠连接;多通道信号放大模块,用于对微弱电生理信号进行提取并放大至合适的幅度;数据采集模块,对放大后的电生理信号进行高速数据采集并通过USB2.0接口和计算机相连。软件部分采用多线程、多缓存等技术保证对信号的实时观测和分析。对检测系统的主要参数进行了测试,并结合实验室自制神经微电极阵列对SD大鼠海马区脑切片进行神经电生理信号的检测。系统的输入噪声Vrms<2μV,放大倍数为1000倍,频率带宽范围为10~3000 Hz,并且能够检测到放电幅度为20μV左右的神经电生理信号。该文针对微电极阵列神经电生理信号检测中的技术难点,从硬件和软件设计上保证微弱信号的提取,检测系统的分辨率可达0.6μV,各项参数能够满足神经电生理信号的检测需要。 展开更多
关键词 微电极阵列 检测系统 神经电生理信号
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CMOS图像传感器的自适应降噪方法研究 被引量:8
9
作者 田里 姚素英 周津 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1561-1565,共5页
提出了一种用于CMOS图像传感器的新型自适应降噪方法,并进行了逻辑电路实现。该方法通过运动检测和边缘检测技术进行噪声功率统计和分析,选择性的利用中值滤波、均值滤波以及运动自适应滤波方法,对传感器输出图像进行了数字降噪处理。... 提出了一种用于CMOS图像传感器的新型自适应降噪方法,并进行了逻辑电路实现。该方法通过运动检测和边缘检测技术进行噪声功率统计和分析,选择性的利用中值滤波、均值滤波以及运动自适应滤波方法,对传感器输出图像进行了数字降噪处理。实验表明本文方法降低了高斯噪声和椒盐噪声的影响,有效提高了图像质量和峰值信噪比。其结构易于电路实现,适用于CMOS图像传感器内部的实时降噪处理。 展开更多
关键词 CMOS图像传感器 自适应降噪 噪声功率统计 峰值信噪比
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SiGe CMOS结构与模拟分析 被引量:3
10
作者 戴显英 郝东艳 +2 位作者 张鹤鸣 胡辉勇 吕懿 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期338-341,共4页
提出了一种新的SiGeCMOS结构,应用MEDICI软件对该结构CMOS器件的主要电学参数与其几何结构和物理结构参数的关系进行了模拟分析.根据模拟结果,讨论分析了应变SiGe层、弛豫SiGe层中Ge组分及Si"帽"层厚度等结构参数对SiGeCMOS... 提出了一种新的SiGeCMOS结构,应用MEDICI软件对该结构CMOS器件的主要电学参数与其几何结构和物理结构参数的关系进行了模拟分析.根据模拟结果,讨论分析了应变SiGe层、弛豫SiGe层中Ge组分及Si"帽"层厚度等结构参数对SiGeCMOS电学性能的影响,给出了该结构的几何结构和物理结构参数.同时模拟了SiGeCMOS倒相器的传输特性. 展开更多
关键词 SIGE CMOS 结构模拟 电学性能
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干法刻蚀和湿法刻蚀制备硅微尖的比较 被引量:3
11
作者 王维彪 金长春 +5 位作者 赵海峰 王永珍 殷秀华 范希武 梁静秋 姚劲松 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期272-274,共3页
主要研究了用干法刻蚀和各向同性湿法刻蚀的方法在〈100〉晶面和〈111〉晶面的单晶硅衬底上制备硅微尖.结果表明干法刻蚀和〈111〉晶面的硅衬底各向同性湿法腐蚀容易制备出顶端曲率半径比较小的硅微尖,通过实验。
关键词 干法 刻蚀 湿法 微电子器件
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晶片键合技术及其在微电子学中的应用 被引量:6
12
作者 吴东平 黄宜平 竺士炀 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 1999年第1期44-49,共6页
论述了晶片键合技术的发展概况、基本原理和基本方法,并对键合晶片的表征技术作了介绍。最后着重介绍了晶片键合技术在微电子学领域中的应用。
关键词 集成电路 硅片直接键合 SOI结构 三维器件
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温度应力对MEMS器件分层失效的影响规律 被引量:9
13
作者 刘加凯 齐杏林 王波 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期84-87,共4页
通过分析MEMS器件多层结构界面裂纹疲劳扩展的影响因素及温度应力对界面疲劳的影响机理,建立了温度应力对分层失效影响的理论模型,并建立了双材料结构层的有限元分析模型,研究了温度应力对界面裂纹疲劳扩展的影响规律。研究结果表明:在... 通过分析MEMS器件多层结构界面裂纹疲劳扩展的影响因素及温度应力对界面疲劳的影响机理,建立了温度应力对分层失效影响的理论模型,并建立了双材料结构层的有限元分析模型,研究了温度应力对界面裂纹疲劳扩展的影响规律。研究结果表明:在温度应力作用下,裂纹易沿界面方向扩展;温度幅值升高,裂纹疲劳扩展速率呈指数关系增大;裂纹从形成初期到扩展至分层失效的过程中历经较慢扩展、相对平稳扩展和快速扩展三个阶段。 展开更多
关键词 MEMS器件 温度应力 分层失效 界面裂纹 疲劳 理论模型 有限元分析
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Fabrication of a Silicon-Based Microprobe for Neural Interface Applications 被引量:3
14
作者 隋晓红 张若昕 +2 位作者 裴为华 鲁琳 陈弘达 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1703-1706,共4页
A two-dimensional (2D) multi-channel silicon-based microelectrode array is developed for recording neural signals. Three photolithographic masks are utilized in the fabrication process. SEM images show that the micr... A two-dimensional (2D) multi-channel silicon-based microelectrode array is developed for recording neural signals. Three photolithographic masks are utilized in the fabrication process. SEM images show that the microprobe is 1.2mm long, 100μm wide,and 30μm thick,with recording sites spaced 200μm apart for good signal isolation. For the individual recording sites, the characteristics of impedance versus frequency are shown by in vitro testing. The impedance declines from 14MΩ to 1.9kΩ as the frequency changes from 0 to 10MHz. A compatible PCB (print circuit board) aids in the less troublesome implantation and stabilization of the microprobe. 展开更多
关键词 microelectrode array neural interface MEMS
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塑料封装集成电路结构热应力分布的解析解 被引量:5
15
作者 刘玉岚 王彪 王殿富 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期138-145,共8页
 由于集成电路的硅芯片与其周围的塑料封装材料热膨胀系数的不协调,产生的热残余力会直接导致封装结构的破坏及集成电路的失效· 将硅芯片的角点结构模化成半无限大楔体,求得了热应力分布的解析解· 在此基础上。
关键词 塑料封装集成电路结构 热应力 解析解
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真空中谐振微梁的品质因数 被引量:2
16
作者 李炳乾 吴浩杨 +1 位作者 朱长纯 刘君华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期23-26,共4页
考虑到谐振微梁振动时,撞击在微梁两侧的分子数目和分子速率分布的差异,对Kadar等人提出的撞击微梁的分子速率分布函数做了修正.利用修正后的模型,对真空中运动微梁的品质因数进行了理论分析.结果表明,修正后的理论值比原理... 考虑到谐振微梁振动时,撞击在微梁两侧的分子数目和分子速率分布的差异,对Kadar等人提出的撞击微梁的分子速率分布函数做了修正.利用修正后的模型,对真空中运动微梁的品质因数进行了理论分析.结果表明,修正后的理论值比原理论值与实验值符合得更好,对于谐振微梁结构参数的优化设计具有一定的指导意义.同时,在高真空区域,考虑了谐振微梁本征阻尼与分子碰撞耦合效应,消除了原有处理方法在该区域出现的折点. 展开更多
关键词 阻尼特性 品质因数 谐振微梁 真空 传感器 微梁
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同步数字系统时钟分布及偏斜补偿技术研究 被引量:3
17
作者 冀蓉 曾献君 +1 位作者 陈亮 张峻峰 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2009年第3期135-138,共4页
本文从时钟系统的两个主要参数——时钟偏斜和抖动对系统性能的影响入手,对现有的高性能VLSI同步数字系统中的时钟分布网络和偏斜补偿技术进行了研究和分类,并从体系结构、偏斜补偿的精度、抖动、功耗以及实现的难易度等方面对各种补偿... 本文从时钟系统的两个主要参数——时钟偏斜和抖动对系统性能的影响入手,对现有的高性能VLSI同步数字系统中的时钟分布网络和偏斜补偿技术进行了研究和分类,并从体系结构、偏斜补偿的精度、抖动、功耗以及实现的难易度等方面对各种补偿技术进行了比较和分析。 展开更多
关键词 时钟分布 时钟偏斜 时钟抖动 网格 时钟补偿
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三维CMOS集成电路技术研究 被引量:3
18
作者 朱国良 张鹤鸣 +2 位作者 胡辉勇 李发宁 舒斌 《电子科技》 2004年第7期21-26,共6页
论述了三维集成电路(3D IC )的发展概况,介绍了近几年国外发展的各种三维集成电路技术,主要包括再结晶技术、埋层结构技术、选择性外延过生长技术和键合技术。并基于 SiGe 材料特性,提出了一种新型的 Si-SiGe 三维 CMOS 结构,即将第一... 论述了三维集成电路(3D IC )的发展概况,介绍了近几年国外发展的各种三维集成电路技术,主要包括再结晶技术、埋层结构技术、选择性外延过生长技术和键合技术。并基于 SiGe 材料特性,提出了一种新型的 Si-SiGe 三维 CMOS 结构,即将第一层器件(Si nMOS)做在 SOI(Si on insulator)材料上,接着利用 SiO2/SiO2低温直接键合的方法形成第二层器件的有源层,然后做第二层器件(SiGe pMOS),最终形成完整的三维 CMOS结构。与目前所报道的 Si 基三维集成电路相比,该电路特性明显提高。 展开更多
关键词 三维集成电路(3DIC) SI/SIGE CMOS SOI/SiGeOI 低温键合
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大气下空气滑膜阻尼对微机械惯性传感器的影响 被引量:3
19
作者 董林玺 焦继伟 +1 位作者 陈永 王跃林 《工程设计学报》 CSCD 2003年第5期271-274,共4页
设计并制作了一种可在大气下工作的栅结构电容式微机械加速度传感器,并对其空气滑膜阻尼特性进行了研究.测试结果表明该种结构机械品质因子Q值在大气压下能达到504.这种具有高Q值的栅形电容检测结构可以应用到微机械陀螺的检测模式,它... 设计并制作了一种可在大气下工作的栅结构电容式微机械加速度传感器,并对其空气滑膜阻尼特性进行了研究.测试结果表明该种结构机械品质因子Q值在大气压下能达到504.这种具有高Q值的栅形电容检测结构可以应用到微机械陀螺的检测模式,它无需真空封装,可以在大气环境下工作,且灵敏度提高.对陀螺原型的测试结构表明,其在大气下检测模态的Q值可以达到715. 展开更多
关键词 滑膜阻尼 电容检测 栅形结构
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复合终端下n-Ga_(2)O_(3)异质肖特基二极管的结构设计及优化
20
作者 马豪威 朱敏敏 《功能材料与器件学报》 2025年第1期56-63,共8页
氧化镓(Ga_(2)O_(3))作为一种新型的超宽禁带半导体材料,具有高达4.8 eV的禁带宽度和8 MV/cm的临界击穿场强,这一特点很好地匹配了功率器件的性能要求。但是由于氧化镓的p型掺杂技术的缺失,氧化镓同质结器件的实现较为困难。基于此,本... 氧化镓(Ga_(2)O_(3))作为一种新型的超宽禁带半导体材料,具有高达4.8 eV的禁带宽度和8 MV/cm的临界击穿场强,这一特点很好地匹配了功率器件的性能要求。但是由于氧化镓的p型掺杂技术的缺失,氧化镓同质结器件的实现较为困难。基于此,本文提出采用p-NiO/n-Ga_(2)O_(3)异质结所构成的结势垒肖特基二极管(Junction Barrier Schottky,JBS),并与场板(Field Plate,FP)及阶梯型终端(Mase)进行复合,以提升其性能。为了对器件设计及制备提供理论指导,应用TCAD仿真软件对其进行了仿真研究。研究发现,与基础肖特基二极管(Schottky Barrier Diode,SBD)相比,采用复合终端的SBD的击穿电压由887 V增加至3069V,同时正向导通电阻由3.975 mΩ·cm^(2)略微增加至5.395 mΩ·cm^(2)。此外,本文探讨了p-NiO掺杂浓度和厚度对器件性能的影响。结果证明,复合终端结构有效改善了器件的反向击穿性能,并且为器件性能的优化提供了理论指导。 展开更多
关键词 Ga_(2)O_(3)-SBD 复合终端结构 异质结 击穿电压
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