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一种16位110 dB无杂散动态范围的低功耗SAR ADC

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电子科技大学学报 2024年第2期53卷 185-193页

作者：邢向龙王倩康成彭姜灵李清俞军复旦大学微电子学院上海200433 上海复旦微电子集团股份有限公司上海200438

该文设计了一款16位、转换速率为625 kS/s的逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR ADC)。改进的采样保持电路结构,优化了采样线性度和噪声性能。采用分段结构设计电容型数模转换器并使用混合方式的电容切换方案,减小面积和能耗。利用扰动注... 详细信息

该文设计了一款16位、转换速率为625 kS/s的逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR ADC)。改进的采样保持电路结构,优化了采样线性度和噪声性能。采用分段结构设计电容型数模转换器并使用混合方式的电容切换方案,减小面积和能耗。利用扰动注入技术提升ADC的线性度。比较器采用两级积分型预放大器减小噪声,利用输出失调存储技术及优化的电路设计减小了比较器失调电压和失调校准引入的噪声,优化并提升了比较器速度。芯片采用CMOS 0.18μm工艺设计和流片,ADC核心面积为1.15 mm^(2)。测试结果表明,在1 kHz正弦信号输入下,ADC差分输入峰峰值幅度达8.8 V,信纳比为85.9 dB,无杂散动态范围为110 dB,微分非线性为-0.27/+0.32 LSB,积分非线性为-0.58/+0.53 LSB,功耗为4.31 mW。

关键词：模数转换器数模转换器低噪声比较器失调校准采样保持逐次逼近寄存器

基于遗传算法的场堆叠硅基OLED微显示器伽玛校正研究

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光子学报 2024年第8期53卷 194-207页

作者：陈宝良季渊黄忻杰刘俊恺上海大学微电子研究与开发中心上海200444 上海大学机电工程与自动化学院上海200444 昀光微电子(上海)有限公司上海200072

硅基有机发光二极管(OLED)微显示器的驱动方式主要分为数字驱动和模拟驱动。在数字驱动中,OLED器件的等效电容导致开启过程中产生亮度脉冲,特别是在场堆叠驱动方式中,固定小数子场的开关过程带来的亮度脉冲直接影响显示的亮度,导致灰阶... 详细信息

硅基有机发光二极管(OLED)微显示器的驱动方式主要分为数字驱动和模拟驱动。在数字驱动中,OLED器件的等效电容导致开启过程中产生亮度脉冲,特别是在场堆叠驱动方式中,固定小数子场的开关过程带来的亮度脉冲直接影响显示的亮度,导致灰阶曲线呈现出非线性递增,这为Gamma校正带来了挑战。为改善Gamma校正的过程及其结果,基于场堆叠数字驱动提出了一个新型亮度模型。该模型结合场顺序、场权值、Vcom电压值和Vcom电压配置,组成一个综合的参数空间。基于该模型,运用遗传算法对灰阶曲线进行了优化,并在分辨率为2560×2560×3的全彩硅基OLED微显示器上进行了实验验证。实验结果表明,通过优化参数空间,白色光灰阶曲线的均根方差和无效灰度点数从21.65 cd/m^(2)、15395个降至1.62 cd/m^(2)、2977个,得到显著改善。这一改进不仅使灰阶曲线更加线性和单调,还有效减少了无效灰度点,成功地实现了白色光Gamma 2.2曲线的精确校正。相比于模拟驱动,场堆叠数字驱动在低灰阶显示上展现出更佳的区分度,更符合人眼对显示效果的感知。

关键词： Gamma校正遗传算法硅基OLED微显示器场堆叠数字驱动灰阶曲线 OLED等效模型视觉建模

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一种用于双GM计数管的量程控制测量方法

核技术 2024年第2期47卷 76-83页

作者：何资星徐丽赟韩留军郭凤丽杨根王伟张玲玲无锡华普微电子有限公司无锡214000

实现双盖格-米勒(Geiger-Müller,GM)计数管量程扩展测量的关键是双GM计数管量程切换控制技术,该技术可使探测器自动选择合适量程的GM计数管进行测量。但是由于两种不同测量量程的GM计数管存在性能差异,传统的将测量量程分成两个区域的... 详细信息

实现双盖格-米勒(Geiger-Müller,GM)计数管量程扩展测量的关键是双GM计数管量程切换控制技术,该技术可使探测器自动选择合适量程的GM计数管进行测量。但是由于两种不同测量量程的GM计数管存在性能差异,传统的将测量量程分成两个区域的方法会导致双GM计数管在量程交叠区域内线性拟合度较低。为了提高双GM计数管在测量量程交叠区域内的线性度,提出了一种量程控制测量方法。该方法将测量范围划分为低量程、中量程以及高量程三个区间,并且还可在三个测量量程之间进行快速自动切换,其中在中量程测量中,分别将两个GM计数管获得的数据进行加权处理。采用^(241)Am源和^(60)Co源进行双GM计数管探测器电路测试,初步测试结果表明:设计的双GM计数管探测器可实现在三个测量量程区间内快速自动切换。同时,双GM计数管在剂量率交叠区域1000~10000μGy·h^(−1)中的线性拟合度得到改进,使得在251~25130μGy·h^(−1)的测试范围内,双GM计数管的测量线性度提高至0.9991,有效地提高了双GM计数管的整体测量线性度。

关键词：双GM计数管量程切换交叠区域

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硅基OLED微显示器的集中式融合扫描策略

液晶与显示 2024年第4期39卷 472-481页

作者：季渊许怡晴陈宝良张引黄忻杰上海大学微电子研究与开发中心上海200072 昀光微电子(上海)有限公司上海200072

本研究针对数字驱动型硅基OLED(Organic Light-emitting Diode,OLED)微显示器在显示动态图像时引发的视觉感知问题,尤其是动态假轮廓和闪烁现象,提出了一种新的扫描策略——集中式融合扫描。集中式融合扫描策略采用灰度权值重分配和融... 详细信息

本研究针对数字驱动型硅基OLED(Organic Light-emitting Diode,OLED)微显示器在显示动态图像时引发的视觉感知问题,尤其是动态假轮廓和闪烁现象,提出了一种新的扫描策略——集中式融合扫描。集中式融合扫描策略采用灰度权值重分配和融合子场概念,通过对整数子场数目和权值的重新分配,以及将融合子场固定于调制周期中间位置,改善显示器图像质量。实验结果表明,集中式融合扫描在峰值信噪比方面较传统扫描方法平均提高约13%,均方误差降低了约10%,并且结构相似度评分接近1,显著高于现有扫描方法。集中式融合扫描在JEITA闪烁评估中的表现优于19子场扫描法,闪烁量化值降低了约22%。集中式融合扫描策略在改善数字驱动型硅基OLED微显示器的图像显示质量方面提供了一种有效解决方案,为未来显示技术的研究和创新提供了新的方向。

关键词：硅基OLED 微显示器集中式融合扫描数字驱动脉宽调制

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共价有机框架材料的热导和热电应用研究进展

材料导报 2024年第12期38卷 226-233页

作者：王梓霄熊良涛李浩源上海大学微电子学院上海201800

共价有机框架(COF)材料是一类由质量较小的原子(C、B、N、O等)通过共价键连接形成的周期性规整多孔材料,其因具有可调节的热导率而适用于多种热相关应用。高热导率的COF材料可用于器件散热器等热管理模块,而低热导率的COF材料可以利用... 详细信息

共价有机框架(COF)材料是一类由质量较小的原子(C、B、N、O等)通过共价键连接形成的周期性规整多孔材料,其因具有可调节的热导率而适用于多种热相关应用。高热导率的COF材料可用于器件散热器等热管理模块,而低热导率的COF材料可以利用热电效应将温度梯度转化为电压,从而提供能源。本文讨论了孔径大小、结晶状态、温度、气体吸附等因素对COF材料热导率的影响规律,综述了目前COF材料的热导率数值范围和近年来利用COF材料导热或者绝热性质以及热电性质的应用研究工作,最后对COF在热导方面的发展方向进行了总结和展望,希望能为COF材料热导和热电相关应用的进一步发展提供参考和启发。

关键词：共价有机框架多孔材料纳米材料热导率热电

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基于门级信息流追踪技术的逻辑混淆攻击方法

西北工业大学学报 2024年第1期42卷 78-83页

作者：刘亮朱嘉诚张喆沈利香孙玉峰慕德俊北京智芯微电子科技有限公司北京100000 西北工业大学深圳研究院广东深圳518057

逻辑混淆技术是一种实现知识产权保护、防止逆向工程的主流技术手段。提出了基于门级信息流追踪技术的逻辑混淆攻击方法,采用门级抽象层次上的信息流分析方法,建立信息流模型,对输出及其污染标签进行约束,使用SAT求解器求解满足约束条... 详细信息

逻辑混淆技术是一种实现知识产权保护、防止逆向工程的主流技术手段。提出了基于门级信息流追踪技术的逻辑混淆攻击方法,采用门级抽象层次上的信息流分析方法,建立信息流模型,对输出及其污染标签进行约束,使用SAT求解器求解满足约束条件的混淆密钥序列。实验结果表明该攻击方法对5种混淆加密算法、2种面积开销生成的测试基准有很好的破解效果和效率。

关键词：逻辑混淆攻击门级信息流追踪集成电路知识产权保护

基于故障传播模型的硬件安全性与可靠性验证方法

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西北工业大学学报 2024年第1期42卷 92-97页

作者：张茜歌朱嘉诚马俊沈利香周佳慧慕德俊北京智芯微电子科技有限公司北京100000 西北工业大学深圳研究院广东深圳518057

大规模集成电路正面临着诸如设计脆弱性、侧信道、硬件木马等安全漏洞的威胁。传统的功能测试验证方法无法遍历所有的输入空间,同样无法检测侧信道安全漏洞。现有的形式化验证方法关注硬件设计的等价性和功能的正确性,难以满足安全性和... 详细信息

大规模集成电路正面临着诸如设计脆弱性、侧信道、硬件木马等安全漏洞的威胁。传统的功能测试验证方法无法遍历所有的输入空间,同样无法检测侧信道安全漏洞。现有的形式化验证方法关注硬件设计的等价性和功能的正确性,难以满足安全性和可靠性验证需求。研究面向安全性和可靠性验证的形式化模型,形成有效的硬件安全性与可靠性形式化验证方法。该方法能够从门级对集成电路进行建模,生成细粒度的形式化模型,实现对安全性与可靠性的形式化验证,可以捕捉硬件设计中潜在的安全隐患。实验结果表明该验证方法对硬件设计中存在的侧信道和硬件木马导致的信息泄露和篡改有很好的检测效果。

关键词：形式化模型故障效应分析漏洞检测硬件安全

低功耗硅基OLED微显示器的区域梯度调光策略

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光学精密工程 2024年第9期32卷 1408-1419页

作者：季渊马新德孙严睿陈宝良张引上海大学微电子研究与开发中心上海200444

针对近眼显示设备存在显示功耗较大的问题,通过研究人眼视觉的特性提出一种人眼凝视点自适应的区域梯度调光算法。首先进行中心凹-亮度掩蔽实验以获取人眼的恰可觉差(Just Noticeable Difference,JND),并在此基础上改进了传统人眼凝视... 详细信息

针对近眼显示设备存在显示功耗较大的问题,通过研究人眼视觉的特性提出一种人眼凝视点自适应的区域梯度调光算法。首先进行中心凹-亮度掩蔽实验以获取人眼的恰可觉差(Just Noticeable Difference,JND),并在此基础上改进了传统人眼凝视点的几何光路模型,得到更符合人眼自适应特性的几何光路模型,引入最大视角判别法有效提高了视角计算效率。随后,对图像进行预处理时采用改进的对比度增强算法,以在保持图像平均显示亮度基本不变的情况下增强显示效果。根据实验得到的JND阈值和凝视点信息,对图像实施了区域和全局功耗限制,从而在降低功耗的同时保持了视觉主观感受。在FPGA硬件平台上完成了算法的验证。实验结果表明,该算法在柯达标准测试集下使硅基有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)微显示器的显示功耗降低23.05%,基本满足硅基OLED微显示器的低功耗显示的要求,可为其性能提升提供指导。

关键词：区域梯度调光凝视点自适应微显示器显示功耗恰可觉差

面向居民家庭智慧用能的随器量测模块设计与应用

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现代电子技术 2024年第13期47卷 180-186页

作者：陈贺娜郝伟琦曹波康守信王丙休王贤辉北京智芯微电子科技有限公司北京102200 北京智芯半导体科技有限公司北京102299

针对低压居民用户用能负荷感知、测量、采集和调控需求,文中研究了面向居民家庭智慧用能的随器量测模块设计与应用技术。首先,分析了居民家庭智慧用能双向互动的业务场景;接着,进行了随器量测模块的硬件和软件设计,通过搭载高精度计量... 详细信息

针对低压居民用户用能负荷感知、测量、采集和调控需求,文中研究了面向居民家庭智慧用能的随器量测模块设计与应用技术。首先,分析了居民家庭智慧用能双向互动的业务场景;接着,进行了随器量测模块的硬件和软件设计,通过搭载高精度计量芯片、HPLC+HRF双模通信芯片和内嵌随器量测软件协议栈,实现了用电设备的嵌入式计量、通信、控制等主要功能。所研制随器量测模块经第三方机构检测,计量精度达到1级,采样频率优于20 kHz,满足用电设备高效双向通信需求。该技术在河北开展了智慧用能示范应用,实现了居民负荷电器级深度感知和精准调节,得到工程实践的验证。

关键词：智慧用能随器量测用电设备负荷调节 HPLC+HRF双模通信芯片深度感知