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基于故障插入的电路抗老化输入矢量生成研究

微电子学 2017年第5期47卷 723-728页

作者：刘士兴程龙范对鹏周光辉易茂祥合肥工业大学电子科学与应用物理学院合肥230009

随着CMOS工艺特征尺寸的不断缩小,晶体管的老化效应严重影响了电路的可靠性,负偏置温度不稳定性(NBTI)是造成晶体管老化的主要因素之一。提出了一种基于固定故障插入的电路抗老化输入矢量生成方法,在电路的合适位置插入固定故障,通过自... 详细信息

随着CMOS工艺特征尺寸的不断缩小,晶体管的老化效应严重影响了电路的可靠性,负偏置温度不稳定性(NBTI)是造成晶体管老化的主要因素之一。提出了一种基于固定故障插入的电路抗老化输入矢量生成方法,在电路的合适位置插入固定故障,通过自动测试向量生成(ATPG)工具获取较小的备选抗老化矢量集合,再从中筛选出最优矢量。由该方法生成的输入矢量可以使电路在待机模式下处于最大老化恢复状态,同时具有较小的时间开销。在ISCAS85电路中的仿真结果表明,与随机矢量生成方法相比,在电路待机模式下加载本文方法生成的输入矢量,可以达到最高17%的电路老化时延改善率。

关键词：老化自动测试向量生成固定故障负偏置温度不稳定性输入矢量控制

用于预防硬件木马植入的协同自测功耗检测方法

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微电子学 2019年第2期49卷 249-255,261页

作者：王可可方凯张浩宇易茂祥黄正峰合肥工业大学电子科学与应用物理学院合肥230009

针对现有内建自认证方法中核心占用率较高时存在冗余门的问题,提出了一种用于预防硬件木马植入的协同自测功耗检测方法。首先选择功能标准单元填满未使用的区域,接着采用路径规划算法对自测电路的标准单元进行分配优化,构建无冗余门的... 详细信息

针对现有内建自认证方法中核心占用率较高时存在冗余门的问题,提出了一种用于预防硬件木马植入的协同自测功耗检测方法。首先选择功能标准单元填满未使用的区域,接着采用路径规划算法对自测电路的标准单元进行分配优化,构建无冗余门的自测电路,然后将剩余的标准单元构成功耗检测电路。最后,对自测电路的输出签名和功耗检测电路的功耗进行检测,判断是否存在硬件木马。实验结果表明,与现有的内建自认证方法相比,该方法应用于具有较高核心占用率的电路后,不仅没有产生冗余门电路,还能有效检测并预防硬件木马的植入。

关键词：硬件木马内建自认证协同自测冗余门

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针对电路关键路径的硬件木马监测与防护

计算机工程与应用 2020年第6期56卷 73-78页

作者：张浩宇应健锋宋晨钰王可可易茂祥合肥工业大学电子科学与应用物理学院

随着半导体产业的快速发展,硬件木马已经对集成电路的可靠性和安全性带来了巨大的隐患。现有的研究表明,电路的关键路径易受到硬件木马的攻击。针对电路的关键路径提出了预防硬件木马插入的实时监测方案。根据电路的拓扑逻辑顺序计算电... 详细信息

随着半导体产业的快速发展,硬件木马已经对集成电路的可靠性和安全性带来了巨大的隐患。现有的研究表明,电路的关键路径易受到硬件木马的攻击。针对电路的关键路径提出了预防硬件木马插入的实时监测方案。根据电路的拓扑逻辑顺序计算电路各个路径的延时,选取电路延时最大的路径作为电路的关键路径,计算关键路径上所有节点的转换概率,优先选择关键路径上低于特定阈值的节点进行监测器设计。同只检测电路主输出的逻辑测试法相比,充分考虑了关键路径上硬件木马的激活不改变主输出的情况。实验结果表明,该方案在最多增加24.32%的面积开销下,可以有效地预防和监测硬件木马在ISCAS85电路关键路径的插入。

关键词：硬件木马关键路径关键节点监测器

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建筑电气监控L-N总线控制器设计与测试

电子测量技术 2023年第21期46卷 100-106页

作者：孙立法易茂祥刘正文鲁迎春梁华国合肥工业大学微电子学院合肥230009

L-N总线具有抗干扰性强、应用成本低和自主化的特点,可广泛用于建筑电气智能监控系统。针对当前L-N总线通信协议的软件实现带来的CPU开销问题,设计了一种可配置L-N总线控制器,从而实现通信协议的硬化。通过对L-N总线通信协议的深度分析... 详细信息

L-N总线具有抗干扰性强、应用成本低和自主化的特点,可广泛用于建筑电气智能监控系统。针对当前L-N总线通信协议的软件实现带来的CPU开销问题,设计了一种可配置L-N总线控制器,从而实现通信协议的硬化。通过对L-N总线通信协议的深度分析,确认协议硬化的是可行的,在此基础上建立了协议控制器的硬件架构,对控制器各构成模块及其关系进行划分,然后在行为层对各功能模块进行描述,对其逻辑功能进行仿真,并实施FPGA原型验证。最后结合物理层测试平台的搭建,模拟控制器的应用场景,对控制器功能进行实测,包括通信测试、可配置功能测试及其可靠性测试。结果表明,所设计的L-N总线控制器能够很好地实现协议规范,并表现出良好的可靠性,通过分析可为CPU带来46%的效率提升。

关键词：建筑电气监控 L-N总线总线协议协议硬化功能可配置

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相控阵天线的设计与FDTD分析

山西电子技术 2011年第5期 46-48页

作者：汪涛易茂祥毛剑波合肥工业大学电子科学与应用物理学院安徽合肥230009

基于工作频率在1.79 GHz的微带天线,首先研究了移相器的设计方法,然后利用两种不同方法实现的移相器,分别设计出了相控阵天线。通过FDTD进行建模和仿真实验,计算了相控阵天线在不同扫描角的远场辐射方向图,分析了实验误差,得出了结论,... 详细信息

基于工作频率在1.79 GHz的微带天线,首先研究了移相器的设计方法,然后利用两种不同方法实现的移相器,分别设计出了相控阵天线。通过FDTD进行建模和仿真实验,计算了相控阵天线在不同扫描角的远场辐射方向图,分析了实验误差,得出了结论,所设计的相控阵天线结构简约,主瓣尖锐,最大扫描角大于45°。

关键词：相控阵天线移相器直线阵时域有限差分法辐射方向图

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一种高吞吐率自治布尔网络真随机数发生器

电子测量与仪器学报 2023年第9期37卷 102-109页

作者：刘正文易茂祥杨云孙立法鲁迎春梁华国合肥工业大学微电子学院合肥230009

真随机数发生器在硬件与信息安全领域具有广泛的应用前景。为提高真随机数发生器的吞吐率与降低硬件开销,以相互耦合的基本逻辑单元构成自治布尔网络做熵源,利用一阶高频振荡环增强网络刷新频率和多级非线性放大,从而获得高熵值混沌信号... 详细信息

真随机数发生器在硬件与信息安全领域具有广泛的应用前景。为提高真随机数发生器的吞吐率与降低硬件开销,以相互耦合的基本逻辑单元构成自治布尔网络做熵源,利用一阶高频振荡环增强网络刷新频率和多级非线性放大,从而获得高熵值混沌信号,结合DFF和XOR组成的后处理电路,设计构成真随机数发生器并在FPGA平台上实现。通过数据的采样和实时提取,然后对数据执行NIST SP800-22和SP800-90B随机性测试,并对其偏移度、自相关性及最大李雅普诺夫指数等性能进行评估。结果表明,真随机数发生器能够以600 Mbit/s的吞吐率产生熵值0.994847 bit/sample的随机数序列,而且具有低的偏移度和自相关性及较低的硬件开销。

关键词：真随机数发生器熵源自治布尔网络混沌吞吐率

一种提高DC-DC开关变换器瞬态响应的补偿算法

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2018年第3期41卷 362-367页

作者：张永领解光军张章易茂祥程心合肥工业大学电子科学与应用物理学院安徽合肥230009

文章提出了一种应用于DC-DC开关变换器的改进型补偿算法,以提高电路瞬态响应。输出电压能自适应改变锯齿波的相对值,使锯齿波上下平移,从而使占空比可以在0~100%之间迅速变化,基于该原理将改变锯齿波的方法转化为补偿函数的改变,无需改... 详细信息

文章提出了一种应用于DC-DC开关变换器的改进型补偿算法,以提高电路瞬态响应。输出电压能自适应改变锯齿波的相对值,使锯齿波上下平移,从而使占空比可以在0~100%之间迅速变化,基于该原理将改变锯齿波的方法转化为补偿函数的改变,无需改变斜坡震荡器即可实现简化电路结构、降低功耗。Matlab仿真结果表明,该算法能使瞬态响应速度提高近10倍。

关键词： DC-DC开关变换器瞬态响应补偿算法锯齿波

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一种基于转换概率分析的硬件木马检测方法

微电子学 2019年第2期49卷 242-248页

作者：方凯王可可陈鑫黄正峰易茂祥合肥工业大学电子科学与应用物理学院合肥230009

提出了一种基于插入2-1 MUX的硬件木马检测方法。通过插入2-1 MUX来提高节点转换概率,以增加硬件木马的激活概率。首先计算出电路中所有节点的转换概率,然后设定转换概率阈值,筛选出低于阈值转换概率的电路节点,作为2-1 MUX的插入对象... 详细信息

提出了一种基于插入2-1 MUX的硬件木马检测方法。通过插入2-1 MUX来提高节点转换概率,以增加硬件木马的激活概率。首先计算出电路中所有节点的转换概率,然后设定转换概率阈值,筛选出低于阈值转换概率的电路节点,作为2-1 MUX的插入对象。基于ISCAS85基准电路的仿真结果表明,与现有的插入dSFF和POSC结构的方法相比,该方案具有简单的电路结构,且在几乎相同的木马激活概率情况下具有更小的功耗和面积开销。

关键词：硬件木马转换概率木马激活木马检测

全钙钛矿叠层太阳能电池的载流子传输层材料设计

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中国科技论文在线精品论文 2021年第4期14卷 478-491页

作者：汪涛肖贵将易茂祥合肥工业大学微电子学院合肥230601

全钙钛矿叠层太阳能电池(all perovskite tandem solar cell,AP-TSC)拥有巨大的潜力可突破单结Shockley-Queisser限制,但高质量空穴传输层(hole transport layer,HTL)和电子传输层(electron transport layer,ETL)的缺失阻碍了叠层电池的发展.本文利用TCAD Atlas软件对AP-TSC的四种载流子传输层进行优化设计,即顶部HTL、顶部ETL、底部HTL和底部ETL.结果表明,在聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(styrenesulfonate),PEDOT:PSS)、2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴(2,2',7,7'-tetrakis[N,N-di(4-methoxyphenyl)amino]-9,9'-spirobifluorene,Spiro-OMETAD)、CuI、CuO、NiO和CuSCN中,NiO是最适合的顶部HTL和底部HTL材料.在C_(60)、SnO_(2)、TiO_(2)、ZnO、[6,6]-苯基-C61-丁酸异甲酯((6,6)-phenyl-C61 butyrie acid methyl ester,PCBM)和CdS中,SnO_(2)和ZnO分别是最合适的顶部ETL和底部ETL材料.此外,钙钛矿厚度对电池效率的影响研究得出,无电流限制下FA_(0.8)Cs_(0.2)Pb(I_(0.7)Br_(0.3))_(3)和MAPb_(0.5)Sn_(0.5)I_(3)的厚度拟合方程为y=0.75x?35.通过材料设计和钙钛矿厚度优化,在异质结界面复合速率为1000 cm/s时,AP-TSC依然实现了32%的效率.

关键词：光学全钙钛矿叠层太阳能电池空穴传输层(HTL) 电子传输层(ETL) TCAD Atlas 电流限制