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65nm工艺YHFT-DX二级Cache的物理设计

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65nm工艺YHFT-DX二级Cache的物理设计

作者：张科勋国防科学技术大学

学位级别：硕士

YHFT-DX是在65nm工艺下设计的一款高性能DSP(Digital Signal Processor)芯片，要求在最差工艺条件下达到800MHz的设计目标。作为芯片存储通路的中心枢纽，二级Cache的设计至关重要。本文研究了YHFT-DX初样芯片和正样芯片中二级Cache的... 详细信息

YHFT-DX是在65nm工艺下设计的一款高性能DSP(Digital Signal Processor)芯片，要求在最差工艺条件下达到800MHz的设计目标。作为芯片存储通路的中心枢纽，二级Cache的设计至关重要。本文研究了YHFT-DX初样芯片和正样芯片中二级Cache的物理设计优化技术。主要内容分为如下几点： 1)二级Cache采用分体结构，将1MB的存储体分成16个Bank体，每个Bank体由4个SRAMELL基本模块构成。研究了SRAMELL模块的电路设计，优化了其布局结构、布线方法以及译码电路，最后合理规划了该模块的版图布局。 2)研究了初样芯片中宏模块Bank体的物理设计，使用了原地优化等多种方法进行时序收敛，而且采用了有用偏差技术优化了长互连路径的时序。研究了全芯片中Bank体的布局结构，分析了不同布局结构的关键路径和性能上的优缺点，最终确定了初样芯片中Bank体的倒U型布局结构。 3)对LRU(Least Recent Use)模块进行全定制设计，使用了带复位端的13T存储单元，并在面积、性能、噪声容限和功耗等各个方面与其他存储单元进行了比较分析。设计了读写操作电路，其中读操作电路全部采用组合逻辑实现。模拟了延时和功耗结果，全定制设计将关键路径延时减少218ps，时序性能提高了29%，消除了芯片中与LRU相关的时序违反。 4)使用层次化设计方法进行正样芯片二级Cache的物理设计。重新调整了Bank体的布局结构，根据与全芯片中其他模块的互连关系优化了I/O端口的位置，改善了跨模块路径80的时序。设计了电源网络，在保证供电充足的同时将电压降控制在3%以内。时钟树综合采用了平衡树的二叉树拓扑结构，并且使用了多种方法来优化时钟偏差和噪声。分析了串扰对信号延迟的影响，对串扰预防和修复的方法进行了研究，有效提高了设计的抗噪声能力。 5)在正样芯片中重组了存储体的层次结构，将两个Bank体合并为单个Bank2模块，规划了远端存储单元的长互连，并采用了双倍线宽双倍间距的布线规则，改善关键路径延时30，有效解决了二级Cache中因长互连线引起的时序违反。最终，与初样芯片相比，正样芯片的二级Cache延时减少90，性能提高6.7%，在65nm最差工艺条件下达到了800MHz的设计目标。

关键词：二级Cache 物理设计布局结构全定制设计时序收敛

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彩超诊断主动脉瓣二叶畸形1例

中国超声医学杂志 2004年第12期20卷 61-62页

作者：张淑萍张科勋宝鸡市中医医院B超室 721001陕西省宝鸡市宝鸡市中医医院B超室

患者男,16岁.心慌、气短5 d来诊.查体:生长、发育正常,心界向左下扩大,心尖搏动减弱.……

关键词：主动脉瓣心瓣膜畸形短轴切面

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柴油机电控燃油喷射电磁阀的驱动逻辑优化

清华大学学报（自然科学版） 2004年第8期44卷 1142-1145页

作者：张科勋李建秋李进杨福源欧阳明高清华大学汽车工程系汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

介绍了一套新的柴油机电控燃油喷射电磁阀的驱动软件。电磁阀的驱动电压提高到36V以加快其响应速度;以降低能量消耗为主要目标优化了带有预喷射的电磁阀驱动逻辑;根据驱动逻辑,设计了包括电流反馈控制的控制时序;在MC68376单片机TPU模... 详细信息

介绍了一套新的柴油机电控燃油喷射电磁阀的驱动软件。电磁阀的驱动电压提高到36V以加快其响应速度;以降低能量消耗为主要目标优化了带有预喷射的电磁阀驱动逻辑;根据驱动逻辑,设计了包括电流反馈控制的控制时序;在MC68376单片机TPU模块的基础上编写了控制软件,该软件采用中断嵌套技术提高了喷射实时性。对控制软件的实验表明,该软件能精确实现包括预喷射在内的喷射过程,并有效地降低能量消耗。

关键词：汽车工程多段喷射柴油机电子控制

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B超对妊娠肾盂扩张症56例的动态观察

陕西医学杂志 2004年第8期33卷 763-764页

作者：张科勋张淑萍陕西省宝鸡市中医医院B超室宝鸡721001

妊娠肾盂扩张症是妊娠中晚期由多种原因引起的孕妇的肾盂分离,是一种功能性变化,但由于妊娠时人们往往只重视胎儿的相关检查,很少注意孕妇肾脏的变化,对此种变化认识不足.鉴于此我们对妊娠合并肾盂分离患者56例进行了B超动态观察,以监... 详细信息

妊娠肾盂扩张症是妊娠中晚期由多种原因引起的孕妇的肾盂分离,是一种功能性变化,但由于妊娠时人们往往只重视胎儿的相关检查,很少注意孕妇肾脏的变化,对此种变化认识不足.鉴于此我们对妊娠合并肾盂分离患者56例进行了B超动态观察,以监测随孕龄增加及产后孕妇肾盂分离的变化及转归情况,从而加深对此变化的认识,为孕期保健提供有效指导.

关键词： B超妊娠肾盂扩张症动态观察妊娠中期妊娠末期

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预喷射控制算法在电控单体泵柴油机上的应用

清华大学学报（自然科学版） 2006年第11期46卷 1900-1903页

作者：李启发周明张科勋褚全红刘生旺清华大学汽车工程系汽车安全与节能国家重点实验室北京100084 中国北方发动机研究所大同037036

预喷射技术可以降低噪声和排放,是满足欧Ⅲ以上排放法规的主要解决途径之一。基于电控单体泵燃油喷射系统柴油机进行研究,采用中断环方式实现预喷射控制算法,通过在DDC 2000电控单体泵柴油机上安装缸压传感器和喷油嘴端压力传感器进行... 详细信息

预喷射技术可以降低噪声和排放,是满足欧Ⅲ以上排放法规的主要解决途径之一。基于电控单体泵燃油喷射系统柴油机进行研究,采用中断环方式实现预喷射控制算法,通过在DDC 2000电控单体泵柴油机上安装缸压传感器和喷油嘴端压力传感器进行试验。结果表明,在单体泵燃油喷射系统上,采用合适的控制算法和执行器驱动,能很好地实现预喷射并取得良好结果。该算法独立于硬件平台,可以用于电控单体泵柴油机和共轨柴油机的喷射控制。

关键词：柴油机电控单体泵预喷射控制算法

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电控柴油机电磁阀驱动电路优化设计

内燃机工程 2005年第2期26卷 1-4页

作者：张奇张科勋李建秋欧阳明高清华大学汽车工程系

电控燃油喷射系统是电控柴油机的重要组成部分,作为喷射系统执行器的电磁阀,其驱动性能研究是一个重要课题。在对现有电控柴油机电磁阀驱动电路进行分析的基础上,设计了一种优化驱动电路。该系统采用120V高压和24V低压双电源系统分时驱... 详细信息

电控燃油喷射系统是电控柴油机的重要组成部分,作为喷射系统执行器的电磁阀,其驱动性能研究是一个重要课题。在对现有电控柴油机电磁阀驱动电路进行分析的基础上,设计了一种优化驱动电路。该系统采用120V高压和24V低压双电源系统分时驱动,从硬件上实现了电磁阀喷射电流的自动PWM反馈调制。试验结果表明:该系统显著缩短了电磁阀闭合时间,降低了系统功耗,同时可减少ECU中断响应次数,对ECU资源占用较少。

关键词：内燃机柴油机电磁阀 PWM调制驱动电路

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电控单体泵系统的喷射控制算法

清华大学学报（自然科学版） 2005年第11期45卷 1526-1529页

作者：李进张科勋李建秋杨福源欧阳明高清华大学汽车工程系汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

为了精确控制电控单体泵的喷油过程,结合嘴端压力变化规律,对影响喷射过程的电磁阀响应时间、喷油器开启压力等进行了分析。以此为基础建立了喷射控制时序,并分析了喷射过程中各个时间量与角度量之间的关系。采用相邻循环法与自适应参... 详细信息

为了精确控制电控单体泵的喷油过程,结合嘴端压力变化规律,对影响喷射过程的电磁阀响应时间、喷油器开启压力等进行了分析。以此为基础建立了喷射控制时序,并分析了喷射过程中各个时间量与角度量之间的关系。采用相邻循环法与自适应参数调整相结合的方法对喷射区间的曲轴瞬时转速进行了预估,完成了喷射控制中的时间/角度转换。整机试验表明,所设计的喷射控制算法能很好地满足精确喷油控制的要求。

关键词：喷射电控单体泵柴油机

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基于模型的高压共轨柴油机轨压控制

清华大学学报（自然科学版） 2010年第7期50卷 1077-1081页

作者：陈林杨福源杨学青张科勋欧阳明高清华大学汽车工程系北京100084

为满足新型低温预混合燃烧柴油机燃烧模式切换时的瞬态轨压控制的要求,在结合传统PID控制算法的基础上,提出了一种基于模型的共轨轨压控制结构。通过建立包括轨道、喷油器、高压泵和ECU(engine control unit)驱动特性的共轨系统的前馈... 详细信息

为满足新型低温预混合燃烧柴油机燃烧模式切换时的瞬态轨压控制的要求,在结合传统PID控制算法的基础上,提出了一种基于模型的共轨轨压控制结构。通过建立包括轨道、喷油器、高压泵和ECU(engine control unit)驱动特性的共轨系统的前馈物理模型,配合燃油泄漏补偿模块,并应用控制质量评估和切换策略,使得该方法不仅结合了传统PID算法稳定可靠的优点,还具有响应快、不超调以及标定简单等新特点。实验结果表明:该控制算法明显改善了瞬态过程中的轨压控制精度并能保证控制系统在实际应用中安全稳定的要求。目前该算法已应用于中国新一代低温预混合燃烧柴油机产品样机的开发。

关键词：基于模型的控制 PID控制控制质量评估共轨高压系统

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时间控制式电控燃油喷射系统驱动模块设计

机械工程学报 2006年第5期42卷 92-96页

作者：李进张科勋李建秋杨福源欧阳明高清华大学汽车工程系北京100084

研究了在系统功耗低,响应时间短,同时软硬件资源开销低等目标下的喷射系统电磁阀驱动方案,设计了基于双电压驱动和电流硬件自动调制的智能驱动器。以此为基础对基于电磁阀的喷射控制特点进行分析并建立了完整的喷射控制时序。通过曲轴... 详细信息

研究了在系统功耗低,响应时间短,同时软硬件资源开销低等目标下的喷射系统电磁阀驱动方案,设计了基于双电压驱动和电流硬件自动调制的智能驱动器。以此为基础对基于电磁阀的喷射控制特点进行分析并建立了完整的喷射控制时序。通过曲轴瞬时转速预估算法将电磁阀响应时间转换为对应的曲轴角度,从而实现了对喷油提前角和喷油量的精确控制。试验证明该喷射驱动模块能完全满足电控柴油机在不同工况下的运行要求。

关键词：电磁阀驱动喷射控制柴油机