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集成電路工程研究方向精選(九篇)

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集成電路工程研究方向

第1篇:集成電路工程研究方向范文

關鍵詞:變送器,熱噪聲,閃爍噪聲,微弱信號傳輸系統

Abstract: In this paper, the analysis and design optimization of 1/f noise are described. The noise of a typical transmitter is analyzed and calculated, including the 1/f noise, also verification with Hspice is done. Through the optimization of output resistance and tran-impedance of the amplifier, better performances were resulted.

Key words: transmitter, hot noise, 1/f noise, low level signal processing systems.

現今的模擬電路設計者經常要考慮噪聲的問題,因為噪聲是集成電路設計中重要的因素之一,它決定著微弱信號傳輸系統的性能。由于集成系統的噪聲由組成該系統的基本集成單元的噪聲特性決定,所以為了優化電路的噪聲,了解每個基本單元所產生的噪聲是非常重要的。

本文首先對噪聲的特性、種類進行了簡單描述,并給出了一些有關噪聲計算的公式。同時重點分析了一種變送器電路中的噪聲,計算出了電路中各端口的噪聲,以及總的輸出噪聲,并通過HSPICE仿真驗證了計算結果。其次對產生較大噪聲的模塊進行分析,最后提出了針對該電路的噪聲優化的具體方法。

1噪聲的統計特性[1]

噪聲是一個隨機過程,也就是說噪聲的瞬時值在任何時候都不能被預測。但在很多情況下,噪聲的平均功率是可以被預測的。從基本電路理論可知,一個周期性電壓V(t)加在一個負載電阻RL上消耗的平均功率由下式給出:

T是周期。Pav可被形象地看作是V(t)在RL上產生的平均熱能。由于噪聲的隨機性,測量須在較長的一段時間內進行。

其中x(t)表示電壓量。圖1.1表示對每個信號取平方,在較長時間T內計算由此產生的波形下的面積,平均功率可通過將面積對T歸一化后得到。

1.1 噪聲譜

噪聲譜,也稱為“功率密度譜”(PSD),表示在每個頻率上,信號具有的功率大小。

1.2 幅值分布

通過長時間的觀察噪聲波形,可以構造出噪聲幅值的分布,表示出每個值出現多么頻繁,x(t)的分布,也被稱為“概率密度函數”(PDF),被定義為

PX(X)dx=x

的概率.式中X是在一些時間點上測量出的x(t)值。

2噪聲的類型[2]

集成電路處理的模擬信號主要會受兩種不同類型的噪聲影響:熱噪聲和閃爍噪聲。

2.1 熱噪聲

導體中電子的隨機運動盡管平均電流為零,但是它會引起導體兩端電壓的波動。因此,熱噪聲譜與絕對溫度成正比。

如圖1.2所示,電阻R上的熱噪聲可以用一個串聯的電壓源來模擬,其單邊譜密度為:

Sv (f)=4kTRf≥0 (1.5)

式中k=1.38e-23J/K是玻爾茲曼常數。Sv(f)的單位是V2/Hz

2.2 閃爍噪聲

在MOS晶體管的柵氧化層和硅襯底的界面處出現許多“懸掛”鍵,產生額外的能態。當電荷載流子運動到這個界面時,有一些被隨機地俘獲,隨后又被釋放,結果在漏電流中產生“閃爍”噪聲。

閃爍噪聲可以更容易地用一個與柵極串聯的電壓源來模擬,近似地由下式給出

式中K是一個與工藝有關的常量,我們的表示法假設了1Hz的帶寬。與懸掛鍵相關的俘獲―釋放現象在低頻下更常發生,正因如此,閃爍噪聲也叫1/f噪聲。式(1.6)與WL的反比關系表明要減小1/f噪聲的方法,就是必須增加器件面積。

3變送器中的噪聲[3]

本文以一種變送器電路為例,分析其噪聲。該電路中既存在熱噪聲也存在閃爍噪聲,熱噪聲主要是由電阻產生的。由于該電路是一種主要工作在低頻狀態下的變送器,根據式(1.6)可知,閃爍噪聲與頻率成反比,所以電路中的噪聲以1/f噪聲為主。圖1.3為該變送器的功能結構圖。其中A1,A2是差分輸入的放大器, A3是實現19倍電流放大關系的放大器,IREF1,IREF2是兩個1mA的電流源。該變送器是一個精密、低漂移的雙線變送器,它可以把微弱的電壓信號進行放大并變換成4mA~20mA的電流信號后進行遠距離傳送。輸入輸出的關系式為:Io=4mA+(0.016 由于噪聲會影響電路的線性度,而該電路對線性度的要求很高,所以我們要盡量降低其噪聲。

(1)總體噪聲的分析

我們先根據公式估算一下電路的總體閃爍噪聲. 噪聲公式為:

作頻率,該電路工作在低頻狀態,本文設f=100 Hz, fH為帶寬,本設計將整體電路的帶寬設為118 Hz, fL為低頻截止點,設為100 Hz。因此由公式得:

通過HSPICE仿真可以驗證該電路的總的輸出噪聲。仿真時本文用到的是上海貝嶺工藝廠提供的PNP管, NPN管,以及電阻和電容的模型。為了接近實際情況,根據廠家測試數據本仿真將模型中的兩個噪聲參數設定為AF=2,KF=5e-03然后利用.AC DEC 100 1 100k的交流卡和.NOISE OUTV INSRC NUMS 的噪聲卡語句對電路進行交流仿真,結果如圖1.4所示。橫坐標為頻率,縱坐標為噪聲值。它表示的是圖1.3中Io處的總的電壓輸出噪聲。由圖 (2)各結點噪聲的分析

IREF1,IREF2結點處的噪聲為

本文計算的是閃爍噪聲,而仿真結果還包含熱噪聲及其它噪聲??梢钥闯鲚敵黾壍脑肼暠惹耙患壍秃芏啵旅婢唧w分析一下降噪的方法。

4本設計采用的降噪方法

本設計主要是通過降低輸出電阻和采用差分輸入的電路結構來降低噪聲的。

1. 由式(1.5)給出的噪聲表達式可知,它與電阻值成正比。在電路中噪聲值也與該電路的等效輸出電阻成正比。利用HSPICE元件卡中的電阻仿真語句,進行交流仿真并對很短的頻率進行掃描分別得出了兩個電流源的等效輸出電阻和電路中總的輸出電阻。如圖1.6和圖1.7所示。 從仿真結果中可以看出,電流源的等效輸出電阻為2.6kΩ,電路總的等效輸出電阻為17.7Ω。它們的比例與噪聲的比例相近。因此電流源的輸出噪聲與其等效輸出電阻是密切相關的??梢姳驹O計是通過降低等效輸出電阻降低了輸出噪聲。

2.如圖1.8,1.9所示,為跨導放大器的示意圖和電路結構圖。INN3,SPAN5,INP4,SPAN6分別是跨導放大器的兩個輸入端。兩個跨導放大器構成了一個大的差分結構。由于差分結構對稱點上的增量(交流)接地,因而不會受到電流源接地回路中寄生參數的影響。差分結構的另一個重要優點是它有抑制共模干擾的能力。這一考慮在混合信號應用別重要,差分結構的放大器對抑制噪聲也有顯著的作用。由于MOS晶體管的溝道電阻產生熱噪聲,所以選擇雙極差分輸入會得到一個相對好的噪聲系數。

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如果要對該電路進行進一步的噪聲優化,可以考慮采用增加器件面積的方法去減小1/f噪聲。因為器件面積的增加,會使流過器件的電流密度減小,使得電荷載流子被“懸掛”鍵俘獲的數量減少,從而降低漏電流中產生的閃爍噪聲。

5總結

噪聲現象及其在模擬電路中的影響越來越受到關注,因為噪聲與功耗、速度和線性度之間是互相制約的。本文對一種變送器產生的噪聲進行了分析,提出了利用減小輸出電阻和采用差分電路結構以及加大器件面積的方式來降低噪聲的方法,噪聲計算和仿真的結果均符合產品的設計指標。

參考文獻

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[9]H. A. Haus et al.. Representation of Noise in Linear Twoports. Proc. IRE, vol.48, pp.69-74,Jan. 1960.

作者簡介

盧劍,碩士研究生,研究方向:集成電路的設計與研究;

律博,碩士研究生,研究方向:集成電路的設計與研究;

劉峻,碩士研究生,研究方向:集成電路的設計與研究;

王鴻鵬,碩士研究生,研究方向:集成電路的設計與研究;

郭宇,高級工程師,研究方向:集成電路的設計與研究;

蘇建華,碩士研究生,研究方向:集成電路的設計與研究;

吳春瑜,教授,碩士生導師,主要從事集成電路及半導體器件的教學與研究;

第2篇:集成電路工程研究方向范文

北京工業大學2015年碩士研究生擬招生學科目錄

院(所)、學科代碼、名稱 學科方向 招生人數 考試科目 備注 001 機械工程與應用電子技術學院 223     0801 力學 _ 01動力學與控制 _ 02固體力學 _ 03流體力學 _ 04工程力學 27 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④811理論力學或812材料力學I   080200 機械工程 _ 01數字化設計與制造技術 _ 02精密數控加工與自動化裝備 _ 03現代焊接技術與自動化裝備 _ 04機電系統控制及自動化 _ 05機構及機器人系統分析與控制 _ 06機械及微機電系統結構設計 78 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④811理論力學或812材料力學I或813電工學   0804 儀器科學與技術 _ 01精密測試技術與儀器 _ 02現代測控技術及方法 _ 03計算機測試與控制技術 _ 04智能儀器與虛擬儀器技術 23 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④803電子技術I或812材料力學I或813電工學   085201 機械工程(專業學位) _01數字化設計與制造及裝備 _02現代機械系統設計 _03機電液一體化設計與制造 _04現代測控技術與儀器 _05高端裝備強度與動態分析 95 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④809工程力學或813電工學   002 電子信息與控制工程學院 232     0809 電子科學與技術 _ 01信號處理與電路 _ 02數字多媒體信息技術 _ 03信息光電子學與光通信 _ 04超大規模集成電路設計與系統集成 _ 05電子器件、射頻和功率集成電路及可靠性 58 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④822信號與系統或823半導體物理 1、01-02方向選822; 2、03-05方向選823。 0810 信息與通信工程 _ 01語音與音頻信號處理 _ 02多媒體通信技術 _ 03信號處理理論與通信技術 _ 04圖像與視頻信號處理 30 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④822信號與系統   0811 控制科學與工程 _ 01自動控制理論及其應用 _ 02測控技術與自動化系統 _ 03智能系統與智能信息處理 _ 04信息融合與自主導航 _ 05計算機控制技術及其應用 63 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④821自動控制原理   085208 電子與通信工程(專業學位) _ 01信號與信息處理及其應用技術 _ 02圖像處理與模式識別技術 _ 03多媒體通信技術 _ 04無線通信技術 _ 05嵌入式系統技術 35 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④822信號與系統   085210 控制工程(專業學位) _ 01工業過程的建模、控制與優化 _ 02系統工程(系統優化與決策) _ 03信息管理系統 _04生產過程綜合自動化 _ 05智能控制與智能系統 30 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④821自動控制原理   085209 集成電路工程(專業學位) _ 01集成電路設計 _02集成電路制備工藝及相關技術研究 _03微電子器件檢測與可靠性評價技術 16 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④823半導體物理   004 建筑工程學院 246     0814 土木工程 _01工程抗震減震與城市綜合防災減災理論、方法和技術 _02結構新體系與高性能材料 _03結構全壽命設計、健康監測與可持續發展 _04巖土與地下工程安全風險分析、評價方法和技術 _05工程施工技術與風險管理 _06水環境恢復工程及水質處理保障技術 _07建筑環境控制及能源利用技術 119 ①101思想政治理論 ②201英語一或203日語 ③301數學一 ④841結構力學 或833土力學與地基基礎 或843鋼筋混凝土結構 或 845水分析化學與水力學;或846傳熱學Ⅰ或867流體力學Ⅱ 1、土木工程(含工民建、道橋等)或相近專業考生報考方向可選01~05,考試科目可選841或833或843; 2、給排水或相近專業考生報考方向可選06,考試科目可選845; 3、暖通或相近專業考生報考方向可選07,考試科目應選846或867。 0823 交通運輸工程 _ 01道路與鐵道工程 _ 02交通運輸規劃與管理 _ 03交通信息工程及控制 4 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④848道路工程 或 849交通工程或832交通信息與控制 1、01方向選848; 2、02-03方向選849或832。 0815 水利工程 _ 01水文學及水資源 _ 02水力學及河流動力學 _ 03水工結構工程 _ 04水利水電工程 _ 05港口、海岸及近海工程 10 ①101思想政治理論 ②201英語一或203日語 ③301數學一 ④841結構力學或844水力學Ⅱ   085213 建筑與土木工程(專業學位) _01工程抗震減震與城市綜合防災減災理論、方法和技術 _02結構新體系與高性能材料 _03結構全壽命設計、健康監測與可持續發展 _04巖土與地下工程安全風險分析、評價方法和技術 _05工程施工技術與風險管理 _06工程項目管理及信息化 _07水環境恢復工程及水質處理保障技術 _08建筑環境與能源利用技術 100 ①101思想政治理論 ②204英語二或203日語 ③302數學二 ④841結構力學或833土力學與地基基礎或845水分析化學與水力學 或846傳熱學Ⅰ或867流體力學Ⅱ 1、土木工程(含工民建、道橋等)或相近專業考生報考方向可選01~06,考試科目可選841或833或843; 2、給排水或相近專業考生報考方向可選07,考試科目可選845; 3、暖通或相近專業考生報考方向可選08,考試科目應選846或867。 085222 交通運輸工程(專業學位) _01道路交通安全理論與道路工程技術 _02交通規劃與交通控制理論及方法 _03智能交通、仿真與可持續發展整合體系 5 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④848道路工程或849交通工程或832交通信息與控制 1、01方向選848; 2、02-03方向選849或832。 1256 工程管理(專業學位) _ 00不區分研究方向 8 ①199管理類聯考綜合能力 ②204英語二   005 環境與能源工程學院 152     070304 物理化學 _01能源材料物理化學 _02催化化學 _03納米材料物理化學 _04界面物理化學與分離技術 11 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③684物理化學I ④887無機化學II · 0807 動力工程及工程熱物理 _ 01可再生能源利用及先進環境能源理論與技術 _ 02強化傳熱傳質理論與工程應用 _ 03制冷低溫系統及其環保節能理論與技術 _ 04車輛及動力系統節能、凈化與控制 23 · ①101思想政治理論 · ②201英語一 · ③301數學一 · ④851傳熱學Ⅱ或852工程熱力學   0817 化學工程與技術 _ 01綠色化學與精細有機化工 _ 02工業催化與納米科學 _ 03膜科學與化工分離技術 _ 04材料化學理論與應用 _ 05先進材料合成及催化應用 25 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③302數學二 ④814物理化學Ⅲ或820有機化學I或878化工原理   0830 環境科學與工程 _ 01環境規劃與污染防治 _ 02污染控制化學 _ 03環境分析與監測 _ 04環境規劃與管理 _ 05水污染控制工程 _ 06大氣污染控制工程 28 ①101思想政治理論 ②201英語一或203日語 ③302數學二 ④856環境影響評價或857微生物基礎I或858環境工程學 1、只有05方向招日語考生; 2、01-04方向,選856; 3、05方向選857; 4、06方向選858。 085206 動力工程(專業學位) _01可再生能源利用與先進環境能源技術 _02能源動力系統優化及工程應用 _03制冷低溫系統及其節能環保技術 _04動力機械及車輛動力系統節能、凈化與控制 32 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④851傳熱學Ⅱ或852工程熱力學  

085229 環境工程(專業學位) _01水污染控制工程 _02大氣污染控制工程 _03環境規劃與管理 33 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④856環境影響評價或857微生物基礎I或858環境工程學 1、01方向選857; 2、02方向選858; 3、03方向選856。 006 應用數理學院 98     0701 數學 _ 01基礎數學 _ 02應用數學 _ 03運籌學與控制論 _ 04科學計算 35 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③663數學分析 ④865高等代數   0714 統計學 _ 01非參數統計與數據分析 _ 02應用統計 _ 03生物統計 _ 04金融工程與應用概率 _ 05經濟統計 14 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③663 數學分析 ④865 高等代數   0702 物理學 _ 01理論物理 _ 02凝聚態物理 _ 03光學 25 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③662普通物理I ④861量子力學或863光學 1、01方向選861; 2、02方向選861或863; 3、03方向選863。 0803 光學工程 _ 01脈沖激光技術與應用 _ 02信息光學與應用 _ 03微納光學 _ 04光電傳感與檢測技術 7 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④828激光原理   0252 應用統計(專業學位) _01生物醫學統計 _02精算統計 _03數量金融 _04質量管理統計 17 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③303數學三 ④432統計學   007 計算機學院 151     0812 計算機科學與技術 _ 01 計算機系統結構 _ 02 計算機軟件與理論 _ 03計算機應用技術 _ 04 信息安全 68 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④895 計算機學科專業基礎   085211 計算機技術(專業學位) _ 01計算機網絡技術 _ 02計算機軟件技術 _ 03計算機應用技術 _ 04信息安全技術 83 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④896數據結構   009材料科學與工程學院 140     0805 材料科學與工程 _ 01生態環境材料與資源循環技術 _ 02稀土、難熔金屬等功能材料 _ 03高性能結構材料技術 _ 04先進材料加工技術 _ 05光電信息與高效能源材料 80 ①101思想政治理論 ②201英語一或203日語 ③302數學二 ④875材料科學基礎   085204 材料工程(專業學位) _ 01生態環境材料與資源循環技術 _ 02稀土、難熔金屬等功能材料 _ 03高性能結構材料技術 _ 04先進材料加工技術 _ 05光電信息與高效能源材料 60 ①101思想政治理論 ②204英語二或203日語 ③302數學二 ④875材料科學基礎   011 經濟與管理學院 182     1201 管理科學與工程 _ 01技術與項目管理 _ 02戰略管理與社會網絡 _ 03信息管理與信息系統 _ 04城市管理 _ 05運作管理與質量管理 _ 06金融工程 25 ①101思想政治理論 ②201英語一或203日語 ③303數學三 ④801管理學或804經濟學原理或805數據庫技術與應用   0202 應用經濟學 _01金融學 _02國際貿易學 _03產業經濟學 _04區域經濟學 _05數量經濟學 _06統計學 _07勞動經濟學 25 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③303數學三 ④804經濟學原理   1202 工商管理 _ 01會計學 _ 02企業管理 _ 03旅游管理 _ 04技術經濟及管理 13 ①101思想政治理論 ②201英語一或203日語 ③303數學三 ④801管理學或804經濟學原理   1251 工商管理碩士(專業學位) _ 00不區分研究方向 99 ①199管理類聯考綜合能力 ②204英語二   1252 公共管理碩士(專業學位) _ 00不區分研究方向 20 ①199管理類聯考綜合能力 ②204英語二   012 建筑與城市規劃學院 60     0833 城鄉規劃學 _ 01城鄉規劃理論與方法 _ 02居住區規劃與設計 _ 03城市設計與景觀規劃 _ 04歷史城市與街區保護規劃 _ 05城市防災減災規劃 15 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③633城市規劃原理 ④503城市規劃與設計 接收建筑學、城市規劃學(含園林景觀)專業的考生報考。 0851 建筑學(專業學位) _01都市建筑設計及理論 _02歷史建筑的保護與更新 _03建筑與城市綠色環境技術 _04城市設計方法及理論 40 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③355建筑學基礎 ④504建筑快速設計 接收建筑學、城市規劃學專業的考生報考。 085237 工業設計工程(專業學位) _ 00不區分研究方向 5 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③337工業設計基礎 ④502產品設計 接收工業設計、產品設計、藝術設計專業等相關專業考生報考。

013 激光工程研究院 66     0803 光學工程 _ 01 激光先進制造技術 _ 02 非金屬材料的激光加工技術 _ 03 先進光纖激光技術 _ 04 超短脈沖激光技術 _ 05 高功率固體激光技術 _ 06 高功率半導體激光技術 _ 07 微納光學與微納制造 _ 08 生物光子學 30 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④828激光原理或812材料力學I或875材料科學基礎或886生物化學   0702 物理學 _ 01 激光與材料相互作用 _ 02 激光光電子學 _ 03 強場與超快光子學 6 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③662普通物理I ④828激光原理或864光電子學或861量子力學   085202 光學工程(專業學位) _ 01激光先進制造技術與工程 _ 02高功率激光技術與系統 _ 03激光3D打印技術 30 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④828激光原理或875材料科學基礎或812材料力學I   014 人文社會科學學院 30     0303 社會學 _ 01社會學 _ 02人口學 _ 03社會工作 _ 04社會建設與社會管理 10 ①101思想政治理論 ②201英語一或202俄語或203日語 ③652社會學理論 ④877社會學方法   0352 社會工作(專業學位) _ 01社區工作與服務 _ 02社會服務管理 _ 03企業社會工作 20 ①101思想政治理論 ②201英語一或202俄語或203日語 ③331社會工作原理 ④437社會工作實務   015 生命科學與生物工程學院 74     0710 生物學 _ 01細胞生物學與基因工程 _ 02化學生物學與分子醫學 _ 03天然產物與生物有機化學 _ 04生物信息學與系統生物學 _ 05分子檢測與生物芯片 _ 06生物力學與生物電子學 30 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③621細胞生物學或683分析化學或662普通物理I ④854有機化學或886生物化學或806電子技術 1、01、05方向選621和886; 2、02-03方向選683和854或886; 3、04方向選662和854或886; 4、06方向選662和806。 0831 生物醫學工程 _ 01生物醫學電子與信息處理 _ 02生物力學及醫學應用 _ 03化學生物學與分子檢測 _ 04分子設計與生物信息學 _ 05藥物合成工藝與新技術 11 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④806電子技術或812材料力學1或886生物化學 1、01方向選806; 2、02方向選806或812; 3、03-05方向選886。 085230 生物醫學工程(專業學位) _ 01生物醫學電子與醫療儀器 _ 02生物力學及醫學應用 _ 03生物制藥工程 _ 04分子醫學工程 _ 05蛋白質組學與基因組學 33 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④806電子技術或854有機化學或886生物化學 1、01-02方向選806; 2、03-05方向選854或886。 018 外國語學院 8     0502 外國語言文學 _ 01應用語言學 _ 02英美文學 _ 03商務外語 8 ①101思想政治理論 ②261二外日語或262二外法語 ③610基礎英語 ④816高級英語   025 軟件學院 107     0835 軟件工程 _ 01軟件工程理論、技術與應用 _ 02嵌入式計算與物聯網 _ 03數字媒體技術 15 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④893軟件工程學科專業基礎   085212 軟件工程(專業學位) _ 01 物聯網軟件與系統 _ 02 軟件工程技術與應用 _ 03 數字媒體技術與應用 _ 04 嵌入式軟件與系統 _ 05 軟件工程服務與應用 92 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④892軟件專業基礎綜合   026 固體微結構與性能研究所 22     0702 物理學 _ 01研究及發展先進“顯微學”表征技術、裝置及設備 _ 02跨尺度先進材料顯微結構與性能關系研究 _ 03研究發展新材料、新器件及新應用 11 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③662普通物理I ④862固體物理   0805 材料科學與工程 _ 01研究及發展先進“顯微學”表征技術、裝置及設備 _ 02跨尺度先進材料顯微結構與性能關系研究 _ 03研究發展新材料、新器件及新應用 11 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③302數學二 ④875材料科學基礎   028 高等教育研究所 16     0401 教育學 _ 01高等教育與大學管理 _ 02高等工程教育 _ 03學生事務管理 _ 04大學教學論 _ 05現代教育技術 8 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③630教育學專業基礎綜合   0451 教育碩士(專業學位) _ 01教育管理 _ 02心理健康教育 _ 03現代教育技術 8 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③333教育綜合 ④教育管理與教學論 或 教育技術綜合 1、01-02方向選教育管理與教學論; 2、03方向選教育技術綜合。 029 循環經濟研究院 12     020106 人口、資源與環境經濟學 _ 01循環經濟理論與模式 _ 02資源經濟理論與應用 _ 03環境經濟管理與評價 5 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③303數學三 ④810資源經濟學   0202J1 資源環境與循環經濟(交叉學科) _ 01循環經濟理論與模式 _ 02資源經濟理論與應用 _ 03“城市礦產”理論與應用 2 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③303數學三 ④815生態經濟學   0805J2/0830J3 資源環境與循環經濟(交叉學科) _ 01資源循環科學與技術 _ 02“城市礦產”開發與應用 _ 03環境污染防治與管理 5 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③302數學二 ④817環境材料基礎 歡迎資源循環、材料、環境、生態類等相關理工科考生報考

036 學院 10     010108 科學技術哲學 _ 01科學技術與社會研究 _ 02工程倫理學 _ 03生態哲學與可持續發展問題研究 5 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③620科學技術史 ④825哲學   0305 理論 _ 01基本原理 _ 02中國化研究 _ 03思想政治教育 5 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③651基本原理 ④883思想政治教育基本原理   035 藝術設計學院 22     1305 設計學 _ 01 產品設計 _ 02 環境設計 _ 03 服裝與服飾設計 _ 04 工藝美術 _ 05 數字媒體藝術 _ 06 視覺傳達設計 7 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③622設計史論 ④505快題設計 505考試為6小時。 1351 藝術(專業學位) _ 01 產品設計 _ 02 環境設計 _ 03 服裝與服飾設計 _ 04 工藝美術 _ 05 數字媒體藝術 _ 06 視覺傳達設計 _ 07 動畫 _ 08 繪畫 _ 09 雕塑 8 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③622設計史論 或 619美術史論 ④505快題設計 或 506專業創作 1、01-04方向選622和505。 2、05-09方向選619和506。 3、506和505考試時間為6小時。 085237 工業設計工程 _01 工業設計 _02 設計管理 _03 交互設計 7 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③337工業設計基礎 ④502產品設計 報考02設計管理的考生須有兩年以上工作經驗,專業不限。 039 城市交通學院 87     0823 交通運輸工程 _ 01交通規劃理論與方法 _ 02道路與交通工程設計方法 _ 03交通安全理論與技術 _ 04智能交通控制與信息處理 _ 05路基路面結構與材料 _ 06道路養護與運營管理 23 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④848道路工程 或 849交通工程或832交通信息與控制 1、01-04方向選849或832; 2、05-06方向選848。 085222 交通運輸工程(專業學位) _01交通規劃技術 _02交通管理與工程設計 _03交通信息與控制技術 _04道路設施設計與施工技術 _05道路養護與管理 23 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④848道路工程或849交通工程或832交通信息與控制 1、01-03方向選849或832; 2、04-05方向選848。 0812 計算機科學與技術 _ 01智能交通信息處理 _ 02虛擬現實與交通仿真 _ 03物聯網信息感知與智能處理 _ 04智能人機交互與多媒體技術 _ 05交通大數據智能處理技術 21 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④895 計算機學科專業基礎   085211 計算機技術(專業學位) _ 01智能交通信息處理 _ 02虛擬現實與交通仿真 _ 03物聯網信息感知與智能處理 _ 04智能人機交互與多媒體技術 _ 05交通大數據智能處理技術 5 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④896數據結構   0811 控制科學與工程 _ 01智能交通系統控制 _ 02自主車輛與車路協同 _ 03交通圖像與視頻信號處理與分析 _ 04交通信息智能化處理 8 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④821自動控制原理   085210 控制工程(專業學位) _ 01智能交通系統管理與控制技術 _ 02智能車輛與車路協同控制技術 _ 03交通信息處理方法與應用 _ 04交通圖像與視頻信號處理技術 7 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④821自動控制原理

第3篇:集成電路工程研究方向范文

【關鍵詞】有源變頻 微波單片集成電路 希爾伯特單元

1 引言

混頻器是超外差接收機中的關鍵器件,其主要功能是將信號從一個頻率轉換到另一個頻率,使信號放大、濾波、檢測和傳輸等其他功能電爐的工作更加有效。常用的混頻器形式是無源二極管混頻器和有源FET混頻器,其中有源混頻器具有變頻正增益、端口隔離度高、本振驅動要求低等特點。有源混頻器存在多種結構,單端FET混頻器、衡FET混頻器、雙平衡FET混頻器、電阻性FET混頻器等。

本文所設計的微波單片集成電路采用的Gilbert結構混頻器屬于雙平衡FET混頻器,在研制的過程中結合工程應用的需求,綜合考慮各項性能指標,優化設計了C波段有源下變頻其。最終芯片尺寸為3mm×1.4mm。測試指標為,變頻增益14dB、噪聲系數14dB、輸出1dB壓縮點7dBm、LO/IF、RF/IF、RF/LO隔離度大于32dB。

2 電路原理

根據芯片功能結構劃分了低噪聲放大器(LNA)、混頻器(Mixer)、中頻輸出放大器(VGA)、本振驅動放大器(DA)等電路單元,對這些電路單元做了初步設計與仿真,評估了0.25um PHEMT工藝下這些模塊能實現的性能指標,在Agilent ADS平臺上進行系統鏈路預算分析與模塊指標劃分;再根據相應的指標要求對模塊電路進行設計與仿真,滿足指標要求后再進行系統級聯仿真,對不滿足要求的指標進行分析,對相應的模塊進行調整設計。

芯片內的變頻單元采用雙平衡結構。雙平衡混頻器主要有無源雙平衡和有源Gilbert雙平衡兩種,其拓撲結構如圖1所示。

圖2給出的是無源雙平衡混頻器的電路結構,其線性度較好,但其噪聲系數較差,存在變頻損耗,對本振功率要求很高,若采用該結構,則LNA電路需要采用多級結構以獲得較大的增益,來抑制混頻器的噪聲,同時由于芯片本振端口的接口功率比較低,需要增加本振Buffer的增益,使得電路結構比較復雜。因此無源混頻器不適合本項目的設計。

圖2(b)給出的是雙平衡Gilbert單元。在該結構中,LO驅動的開關電路(M1~M4)對跨導級電路(M1~M2)形成的射頻電流進行開關調制,實現混頻功能;理想的開關電路工作狀態等效為四個電子開關,負載電路把混頻中產生的中頻電流轉化為電壓信號,一般由電阻電容或者電感構成。在Gilbert電路中,開關管的閃爍噪聲和輸出頻率附近的溝道噪聲以及跨導管的溝道噪聲限制著上/下變頻的噪聲系數;線性度方面,隨著溝道長度逐漸減小,MOS管的I-V非線性越來越嚴重,導致互導管M1、M2成為Gilbert混頻器主要的非線性源。

Gilbert單元是使用最為廣泛的有源混頻器,其結構簡單易于在多個指標之間做權衡,針對噪聲系數、增益和線性度等指標,可以采用多種方法進行局部優化設計。如對跨導管采用分段線性化技術和源級負反饋技術可以提高混頻器的線性度;采用電流注入技術可以在保持線性度的基礎上減小開關管的噪聲貢獻以對混頻器的噪聲系數進行優化。

由于其雙平衡結構,可以實現較好的LO-IF隔離,同時RF信號在輸出端加倍。

I0=I01?I02

=(I1?I2)?(I4?I3)=sgn[cos(ωLOt)]?[IDCIRFcos(ωRFt)]?sgn[cos(ωLOt)]?[IDC?IRFcos(ωRFt)]=sgn[cos(ωLOt)]?IDCIRFcos(ωRFt)

理想的雙平衡混頻器消除了奇次諧波分量,提升了線性度和變頻效率。在本文混頻器結構中,將衡混頻器種的線性化放大應用到Gilbert雙平衡中,用一個阻性網絡代替尾電流源,穩定電流。其轉換增益與衡一致。

3 仿真結果

本文設計的有源混頻器,設計工作頻帶為5.3~5.9GHz。利用Agilent ADS軟件Moment平面電磁場仿真軟件對所設計的有源變頻器進行了電磁場仿真,得到了變頻增益、端口回波損耗和噪聲系數等指標結果,如圖5、圖6所示。

4 實測結果

芯片采用PH25工藝流片,尺寸3mm×1.4mm,利用Cascade探針臺和射頻測試系統對MPW芯片進行測試評估,如圖7所示。

測試系統框圖如圖8所示。

利用兩個信號源分別提供射頻和本振信號,設置本振功率為0dBm,圖9~圖12給出了具體的測試曲線。

從測試結果可以看出,該混頻器在5.3~5.9GHz頻段內變頻增益18dB±0.5dB,輸出1dB壓縮點功率大于7dBm,中頻帶寬1~1.5GHz,噪聲系數小于14dB。射頻端口駐波比在4~7GHz內小于2。射頻到本振的隔離度大于45dB,射頻到中頻的隔離度大于32dB,本振到中頻的隔離度大于35dB。

5 結束語

本文采用PH25工藝研制了一款有源雙平衡混頻器,經實際測試達到了一定的性能,并與仿真結果有較好的一致性??梢詰糜谠擃l段的各種通信和雷達接收機中。

參考文獻

[1]文光俊.單片射頻微波集成電路技術與設計.北京:電子工業出版社,2007.

[2]王維波.C波段pHEMT單片Gilbert混頻器.固體電子學研究與進展.Vol 27,No.2 May,2007.

[3]李佩.新型微波有源混頻放大器MMIC設計.微波學報.Vol 33,No.1 Feb 2006.

作者簡介

唐亮(1982-),男,中國電子科技集團公司第三十八研究所工程師。研究方向為微波單片集成電路、片上系統。

第4篇:集成電路工程研究方向范文

【關鍵詞】 西安電子科技大學;校企聯合;培養基地;存在問題;完善對策

在清華大學百年校慶大會上,同志從國家戰略全局出發,明確做出“積極推動協同創新”的戰略部署,鼓勵高校通過體制機制創新和政策項目引導,與科研機構、企業開展深度合作,進而多方位提高研究生教育質量。實時,“高等學校創新能力提升計劃”即“2011計劃”被提出,這是我國高等教育繼“211工程”、“985工程”之后的又一項重大戰略舉措,它以人才、學科、科研三位一體的創新能力提升為核心任務,致力于構建面向科學前沿、文化傳承創新、行業產業以及區域發展重大需求的四類協同創新模式,于2012年5月7日正式啟動。

一、校企合作是協同創新在高校中的重要體現

“2011計劃”致力于構建四類協同創新模式,分別是面向科學前沿、文化傳承創新、行業產業和區域發展重大需求。其中,面向行業產業的協同創新中心即以工程技術學科為主體,以培育戰略新興產業為重點,通過高校與科研院所和大型骨干企業的強強聯合,逐步發展成為支撐我國行業產業發展的重要基地。從我國的實際情況出發,專業學位研究生的校企聯合培養模式,正是高校與企業、與社會經濟發展的有效協同,對于學生理論知識的鞏固和應用能力的提升均帶來顯著影響。因此,加強校企合作,充分挖掘和利用企業培養模式,充實研究生教育培養資源,是提高專業學位培養、尤其是全日制專業學位培養質量的有效平臺。

目前校企合作的各類方式中,創建實踐基地雖不完全成熟,但實用性強,可以實現企業、學生和學校的多方受益,現階段應用廣泛,也是本文后續研究的重點。其他合作方式還包括:嘗試企業到學校設置所需的相關課程、并由企業教師來校授課的機制[1];按企業需求操作的定向工程碩士培養機制等。

二、專業學位研究生聯合培養基地現狀

西安電子科技大學(以下簡稱“西電”)于2002年開始招收軟件工程碩士研究生,開啟全日制專業學位碩士研究生教育試點工作。2004年起招收集成電路設計方向(工程類)碩士,擴大了全日制工程碩士試點范圍和招生規模。至2010年,西電在13個相關領域全面開展全日制工程碩士教育,其中“電子與通信工程”和“集成電路工程”為工程碩士試點領域,并于今年5月赴京參加“工程碩士專業學位研究生教育綜合改革試點項目驗收匯報會”。

專業學位研究生教學實踐環節的企業實習,是其區別于傳統學術型研究生培養的重要環節,也是專業學位研究生接觸社會行業、熟悉企業需求的核心步驟之一。由于西電是以信息與電子學科為特色全國重點大學,信息與電子學科也是西電最為優勢的學科,因此學生實踐的研究重點集中在了解電子與通信或集成電路領域的應用背景、生產流程和科研流程。西電優先選擇具有下列特征的企業作為實習基地:①行業內具有影響力的企業;②具有領先技術優勢的企業;③國家重點行業的企業。學校計劃在未來的幾年內,建立比較穩定、且在行業內具有影響的實習基地30家左右。

目前,西電有代表性的聯合培養基地包括:華為、中興等在國際通信界有影響力的公司;英特爾、富士康等國際知名企業;中國科學院、中國航空研究院、中國電子科技集團等電子信息類研究所。

“中興通訊——西安電子科技大學研究生聯合培養基地”以“優勢互補、互惠雙贏、共同發展”為原則,由中興通訊和西安電子科技大學雙方于2009年9月成立。聯合培養基地在承擔中興通訊的項目研發任務的同時,努力完成西安電子科技大學工程碩士的培養目標,并在此基礎上深化雙方合作,朝向“教、產、學、研”全面合作的方向邁進。

聯合基地主要包含五個研發中心:手機產品研發中心、數據產品研發中心、用戶方案研發中心、軟件平臺研發中心和產品質量研發中心。自成立以來,中興通訊與西電經過多次專題討論研究,在聯合培養基地的基礎上成立了多個研發中心,旨在以中興通訊軟硬件產品為依托,結合西電通信、軟件、微電子、計算機等多個現有基礎和學術研究方向,共同完成中興通訊手機事業部的研發任務和一些重大預研課題。基地的建成和實施,在硬件和企業合作等多方面也同樣實現了“企業參與專業學位研究生教學工作”。校企聯合培養基地的各項活動,受到西電和中興通訊的雙重領導和控制:西電確保進入研發基地實習的學生數量和研究方向對口;中興通訊負責管理培訓基地日常運作,包括下達項目任務、管理研發過程、并對研發質量進行實時控制等。

從目前的實施情況來看,2009年聯合培養基地招收工程碩士30人,2010年招收81人,2011年招收120人,2012、2013年數量持續增長。學生的實習期為14個月,這充分利用研究生二年級的實習期,并于每年滾動進行。經過面試篩選過程,參與實習的學生被分配到不同的研發中心后,先進行統一的集中培訓,再根據專業劃分和培訓結果進入部門,部門根據研發任務分配學生到項目組。同時部門確保每位實習生都有對應的企業導師進行指導。

在學校與研發基地的共同努力下,西電學生在校外實踐過程中充分應用培養基地的資源優勢和功能,發揮主觀能動性,努力提高自身應用性技能。聯合實踐基地對于企業本身、學生、高校及教師都帶來益處,是三方共贏的培養模式。實習的學生有50%以上入職中興,后成為研發骨干力量;成功入職的員工對中興的實際發貨項目有所貢獻,分擔了全球各個項目組的研發進度壓力,填補了公司研發資源的不足。在多方深度參與的預研課題中,實習生作為紐帶加強了中興和西電在各個重點學科研究方面聯系,促進了產學研工作的深入開展;另外,實習生結合產學研預研課題同時進行了專利分析和布局工作,這些工作不僅對學生的論文深度有益,也前瞻性的保護了中興的前沿技術和產品。

三、校企聯合培養基地存在的問題

應用型人才培養模式的建立是教育現代化改革中的大膽嘗試和創舉[2],是未來的大趨勢和大方向。雖然西電的專業學位研究生教育已開展多年,校企聯合培養基地也已經從最初的摸索階段到現在具有一定規模,但仍然存在著一些問題:

1、校企聯合培養工作難以得到全面落實,對接性沒有充分實現,即高校和企業對于學生實踐的目的和意義在思想上尚未達成一致

對于高校和學生而言,前往實習基地的目的是將學習到的理論應用于實踐,并得到技術方面的進步;而企業則希望前來實習的學生具有較強的動手能力,可以盡快進入工作角色。但對于長期接受理論指導的在校學生而言,實習初期的“再教育”和“再培訓”過程必不可少,如果沒有高校層面與企業協調實施這一過程,就有可能出現學生無法快速上手業務,或成為廉價勞動力的情況。但“再教育”的實施主體和實施方案仍未得到規范落實,多流于形式[3],既浪費了資源和時間,又對于學生帶來十分不利的影響。

2、政策支撐力度不足

由于相較國外,國內的高校與企業之間接觸較少,高校一直以科研為主要工作內容,企業則偏應用和實踐,因此與企業和高校的接觸不夠密切,由此造成溝通、合作較少,在一定程度上信息不對稱,校企聯合培養基地的建立正是為了解決這一問題。但現今并沒有穩固的政策支撐,校企聯合培養的實施過程往往缺乏雙方的共同監控,客觀條件下難以保證規范和公平。學生在實踐過程中不易接觸實習單位的核心業務,技術上難以得到真正的提高;與此同時,企業沒有得到有利的政策性保障,積極性也不易調動。

3、對校企聯合認識不足

西電是我黨和我軍最早建立的第一所工程技術學校,長久以來,不論在學生培養還是科研項目方面都具有極強的工程特色,西電校內導師與外界科研院所、相關企業保持著長期的、多樣性地合作,擁有多種橫向課題,具有很強的實踐性。因此,學??赡鼙群芏嗥髽I的研究機構有著更為先進的科研理念和更多的經費投入,許多實驗設備和科研條件甚至更好。在這種情況下,導師認為學生外出實習并不一定比校內實踐更有效果和價值,無論從事的項目還是獲得的成效都可能存在技術含量不足的問題。但事實上,除了研究和業務之外,在校外基地的實踐可以讓學生對于企業的各個方面進行了解,可以接觸到企業的各種人員,從而盡早地了解企業的運作方式和人事關系,為他們今后盡快地適應社會做準備[4]。

四、完善校企聯合培養基地的對策建議

對于以上問題,參照西電的現狀,本文根據實際情況給予如下對策建議:

1、設立專門項目組和導師組,加強聯合培養基地建設

西電已于今年3月成立專業學位辦公室,致力于整合現有資源,完善專業學位研究生培養機制,加強各類實踐基地建設。在校外基地部分,學校方面將成立專項支持機構,籌劃在學校內部為聯合培養基地設立專門的項目組和導師組,為學生在進入實習之前建立一定的培養機制;同時繼續加強并完善企業與導師的橫向科研合作,使校內基地更為規范化和系統化;理順校外基地各方關系,逐步建立利益協調分配機制[5],將企業、老師和學生的利益進行綜合考慮。

2、爭取政府部門政策支撐

得到政府部門的政策支撐,從而使得聯合培養工作的實施更為規范化,此方面可參考江蘇政府出臺的“企業研究生工作站”。政策支撐不應只靠教育部的明文規定,應有多方(如工商局、稅務局等)的配套措施,明確制度建設和法律保障,真正實現校企聯合培養工作有法可依,有章可循。

3、加強與企業的合作交流,注意保護知識產權

由企業和高校共同出人力及資金進行監控,尤其注意幫助企業保護知識產權,在此基礎上有選擇地讓學生接觸企業核心內容,從而在技術方面得到真正的提升;強調“企業導師”的重要性,避免流于形式,引進企業著名專家作為兼職導師,真正實現“雙導師制”,在這些業界專家的助力下將該行業研究的前沿課題、影響行業發展的關鍵技術難題,以及國民經濟發展迫切需求的科研項目直接引入學校[5];加強學校與企業間的日常溝通,保持合作關系,真正達到校企聯合的示范作用。

【注 釋】

[1] 馮濤,萬明,王筠.校企合作在西部普通高校全日制碩士專業學位創新培養中的功能與實踐[J].改革與開放, 2011(2)162-163.

[2] 劉思利,王昕,周超英.應用型研究生培養模式探索—哈工大深圳研究生院在校企聯合培養中的改革成效.第六屆全國工科研究生教育工作研討會.

[3] 王小龍,李門樓.淺析研究生教育聯合培養模式.第六屆全國工科研究生教育工作研討會.

第5篇:集成電路工程研究方向范文

【關鍵詞】數字視頻廣播通用接口;條件接收;機卡分離;高性能系統總線

1.引言

在數字視頻廣播(Digital Video Broadcast,DVB)的一系列標準中,條件接收(Conditional Access,CA)用來控制廣播業務的接收[1]。外置式解密系統采用了歐洲的多密技術,可使用戶接收不同的加密算法所加密的節目,即用一臺機頂盒能夠接收不同CA節目的技術。機頂盒與外部CA模塊之周通過數字視頻廣播通用接口連接,完成外部模塊到機頂盒的通信,并實現節目解密,解擾[2]。本文給出了一種數字視頻廣播通用接口到高性能系統總線(Advanced High performance Bus,AHB)轉換電路的實現,能廣泛使用于各種CA系統中。

2.外置式機卡分離接口技術

外置式機卡分離技術的基本思想是將解擾、CA以及其它需要保密的專有功能集中于一個可拆卸的模塊中。如圖1所示,外置式機卡分離技術由主機(又稱機頂盒)和外部CA模塊兩部分組成,在主機和CA模塊之間依靠一個標準的數字視頻廣播通用接口(Digital Video Broadcast-Conditional Interface,DVB-CI)進行連接和通信[3]。

采用這種方案的優點在于,同一機頂盒可接收任意CA系統加擾控制的節目。當選擇更換CA時只需換用相應的CA模塊,機頂盒可以保持不變。一般機頂盒擴展有多個DVB-CI,可同時與多個CA模塊相連[4]。并自動或在人機交互的基礎上識別哪個CA模塊應處于工作狀態。采用多密技術,從用戶角度講.不會因購買一家CA的機頂盒而與此CA綁定死,用戶還有選擇其他CA服務的可能性,同時CA系統的更新升級也十分方便。

3.從DVB-CI到AHB的轉換實現方法

目前在數字音視頻SOC系統中很多采用高級微控制器總線架構(Advan

-ced Microcontroller Bus Architecture,AMBA),本設計實現了從標準的DVB-CI數據格式到AMBA規范中AHB部分的轉換,并支持3路串行同時輸入或1路并行輸入。

3.1 DVB-CI接口格式

標準的DVB-CI接口數據格式如圖2所示。

前級芯片的時鐘是一個總是在跑不停的時鐘,如圖2所示,CLK為了適應頻率的差別可能會跳過幾個前級芯片時鐘脈沖。所有的輸出信號都在CLK的上升沿保持穩定,在下降沿變化。一個完整的包數據包含188個數據,需要204個時鐘周期,其中188個時鐘用于數據接收,16個時鐘用于奇偶校驗[5]。

3.2 系統框圖及測試框架

如圖3所示,給出了DVB-CI的系統實現及驗證方法。DVB-CI由3個串行采樣電路、一個并行采樣電路、4個寫先入先出(First In First Out,FIFO)時序轉換電路和1個FIFO控制器組成。數據的來源是外部的DVB-CI標準信號,本設計測試時用3個串行輸入模型和1個并行輸入模型來模擬外部的DVB-CI輸入信號做系統驗證。系統采樣外部DVB-CI輸入的數據,然后經過寫FIFO時序轉換電路的把數據格式轉換成寫FIFO的時序格式。FIFO控制器實現FIFO數據的寫和讀控制并發起占用總線請求。

FIFO控制器實現各路信號的控制,可支持3路串行數據同時接收或則1路并行數據接收。該電路為了減少芯片面積,只采用被劃成四片的1個單口FIFO,各片分別代表3路串行的輸入和1路并行的輸入,FIFO的讀寫時間分配如如圖4所示。

因為系統時鐘頻率高于接口時鐘頻率的6倍,3路串行輸入可同時傳輸,而并行和串行不能同時輸入。當并行輸入時數據傳輸率最高,最高可達320Mbit/s。把24個系統時鐘周期分成一個時間片,其中8個時鐘用來給FIFO寫,16個時鐘用來給FIFO讀,每個時鐘讀寫都是8bit??梢缘玫紽IFO寫的速度和讀的速度都比接口速度要高,而FIFO讀速度比FIFO寫的數據要高。也就是說只要是接口接收到的數據都能寫入FIFO,寫入FIFO的數據都有時間讀出去。

對于從FIFO讀出來的數據到AHB總線的實現電路如圖5所示。有4個預讀取寄存器分別保存從4個FIFO讀取的數據。當某片FIFO的數據不為空并且該片對應的預讀取寄存器里沒數據時,預讀取寄存器會讀取FIFO里的一個數據保存下來以便發送。當下個周期預讀寄存器里的數據被讀走時若FIFO里還有數據,則會自動讀取FIFO里的數據。

4片FIFO每片FIFO都會向內部仲裁器發起請求占用總線,發送請求類型根據每片FIFO數據個數分別發送INCR16、INCR8、INCR4、INCR請求方式。仲裁器會根據優先級仲裁各片FIFO發送的請求。仲裁的優先級順序從高低的分別為:INCR16、INCR8、INCR4、INCR。當各片FIFO處在同一個請求方式時,仲裁的優先級順序從高低的分別為:S3、S2、S1、S0??偛闷涑艘獙崿F請求的總裁外,還要把數據轉換成AHB的傳輸格式發送到AHB總線上。

4.系統優點

(1)系統面積小,FIFO利用率高。系統采用一個單口的FIFO,占用更少的芯片面積資源,降低了成本。把一個單口的FIFO劃分成四片,每片大小根據需要軟件可配。如圖5所示,如果只接收S0路,則把整個FIFO都分給S0路;如果同時接收兩路,則可把FIFO平均分成兩個單元。與傳統采用四個FIFO相比,減小了系統面積,提高了FIFO利用率。

(2)出錯率低。因為FIFO劃分為四片,大小可變化。同樣大小的FIFO,這種變化,可根據傳輸情況對每一片的FIFO單元配置一定的存儲空間,使FIFO合理有效利用,使出現FIFO溢出的概率更小,數據不易丟失。

(3)傳輸速度快,支持猝發傳輸。滿足系統時鐘頻率高于接口時鐘頻率的6倍的情況下,能夠實現低誤碼傳輸,即使在總線仲裁器里處在低優先級也不易產生數據丟失。

(4)多路傳輸性和可擴展性??芍С秩反谕瑫r傳輸,也可支持并口傳輸,并且隨著系統時鐘的提高,在此基礎上可靈活擴展更多路的輸入。

5.結束語

本方案給出了一種從DVB-CI數據格式到AHB總線數據格式轉換的方法,在滿足一定系統時鐘頻率的情況下支持把三路串行輸入或一路并行輸入的DVB-CI數據發到AHB總線上。已經過數字仿真軟件的詳細仿真,功能全部實現,可集成于數字音視頻SOC產品中。

參考文獻

[1]彭文俊,楊斌.DVB通用接口的關鍵技術及實現方法[J].微計算機信息,2007.

[2]潘睜,蘇凱雄.DVB條件接收系統公共接口(CI)的研究[J].福建電腦,2004(1):24-25.

[3]吳好.一種基于DVB的數據廣播接收系統的設計和實現[D]福州大學,2006.

[4]朱倩,黃焱.DVB條件接收系統結構研究[J].中國有線電視,2005(02).

第6篇:集成電路工程研究方向范文

關鍵詞:項目教學法;叮咚門鈴教學;教學效果

中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2013)08-0096-02

在項目教學法實踐中,將教學大綱規定的教學內容和要求轉化為若干個教學項目,以學生及其行為為中心,圍繞著項目組織展開教學,使學生直接參與項目的全過程。教學開始時,由教師先給學生講授必需的理論,然后由學生操作,操作過程中若有問題,由教師現場個別解決,對于學生共同需要解決的問題,教師現場做理論講解,教學結束時,師生共同評價項目工作成果和學習方法。項目教學法重視學生動手操作技能訓練,最大限度地發揮了學生的主觀能動性,在提高學生理論與實踐水平的同時,全面提升學生的綜合素質。

在《電子技能與實訓》項目教學中節選制作“叮咚門鈴”這一項目,使學生在主動參與電子元器件的檢測、電路圖的識圖、電子電路的調試等模擬實際生產實踐中,獲得電子產品生產工藝的基本知識與操作技能,探究元器件檢測、電路識圖與調試等技巧,將崗位勞動觀念、理論與實踐融合、具體問題具體分析等企業文化意識滲透在教學過程中,為今后從事生產技術工作打下必要的基礎。

在“叮咚門鈴”的教學中項目教學分為以下四個環節:(1)項目任務的確定與分析;(2)制定項目教學總體計劃;(3)實施項目教學計劃;(4)總結、評價與資料歸檔。

項目任務的確定與分析

教師要加強學習,優化自身的知識與技能結構,課前要深入分析專業課程的技能結構,規劃每個技能單元的教學內容、教學要達到的目標,結合學生的實際情況提出任務,并以項目為中心編寫教案,細致安排教學環節,精心設計問題,引導學生將認識、知識、實踐融合在一起,充分調動學生的主觀能動性,使學生樂學、樂思,促使學習效果的最優化。

因電子技術類專業必須熟練掌握常見元器件的識別與檢測,故選取“叮咚門鈴”作為一個項目,它既具有趣味性,又包含了諸多知識點,能寓教于樂,提高學生學習積極性。

制定項目總體教學計劃

教師須提供項目總體教學計劃,為學生制定實施性計劃提供指導,讓學生通過獨立制定項目實施計劃,形成按計劃實施開展工作的良好習慣?!岸_碎T鈴”項目總體教學計劃如表1所示。

實施項目教學計劃

(一)準備與計劃

根據項目任務要求,教師指導學生準備萬用表、電烙鐵等常用工具以及所需實驗材料。要求學生以2課時為單位,根據教學的項目目標與任務分析,結合教師給定的項目教學總體計劃,制定項目教學實施計劃。

(二)電路原理分析

該電路(如圖1所示)由555時基電路組成多諧振蕩器,振蕩頻率由R1、R2、R3和C1決定。當AN(觸發開關)不按下時,555電路不工作,按下AN后,C2經D1迅速充電,555的④腳為高電位,電源經D2、R2、R3加至②、⑥、⑦腳,555電路開始自激振蕩,其振蕩周期為(R2+R3)C1,約為1600HZ。此時揚聲器中發出不間斷的“?!甭暎粼俜砰_AN,D1、D2一腳懸空從電路中斷開,C2通過R4放電。這時,555電路的振蕩電阻由R2、R3變成R3、R1+R2,故振蕩頻率下降為1100HZ,揚聲器發出“咚”聲。由于C2上的電荷很快放盡,555的④腳變成低電位,停止振蕩,故“咚”聲很快停止,電路回復原態,等待下一次觸發。實物安裝如圖2所示。

(三)元器件識別與檢測

內容包括:(1)色環電阻器、磁片電容、電解電容、二極管、開關、揚聲器等的識別與檢測。(2)NE555集成電路引腳的識別。NE555集成電路表面缺口朝左,逆時針方向依次為1腳~8腳,如圖3所示。

在學習時,要注意與已學過的電子知識結合,培養學生理論與實際相結合的能力。重點介紹萬用表的使用及注意事項,各個元器件的檢測和判斷等。

應按“直觀感受—問題反思—實踐操作—內化升華”的思路來組織教學,即通過對照實物講解,讓學生在認識與感受中進入本課程角色,教師通過問題引導學生觀察思考,再融合實踐操作,產生學習知識的需要,加深對知識理解,提高學習效果,強化理論聯系實際的能力。

(四)電路設計與制作

電路制作要求:(1)按電路實物圖的結構,繪制電路元器件排列的布局草圖。(2)按工藝要求對元器件的進行安裝焊接。

此項任務重點培養學生的動手能力,要求學生在完成元件檢測的基礎上進行了印刷線路板的安裝和焊接等綜合實踐。通過實踐操作深化學生對已學知識的鞏固,培養其學習與工作的主動意識和問題意識。

(五)電路調試與維修

電路調試 接通電源,若電路工作正常,按下和松開輕觸按鈕,揚聲器發出悅耳的“叮咚”聲。若電路工作不正常,可能出現以下故障情況:(1)按下和松開按鈕時,揚聲器不發聲。此時應檢查按鈕是否損壞;NE555引腳是否接錯;檢查揚聲器是否損壞;電路是否有虛焊或脫焊等。(2)按下和松開按鈕時,揚聲器一直發“?!被颉斑恕甭?。此時應檢查按鈕是否失靈;檢查NE555管是否接錯。

測量電壓 用指針式萬用表測量按下和松開按鈕時電容C1兩端電壓(或NE555④腳電位)的變化情況。

計算振蕩周期 接通時振蕩周期τ=(R2+R3)C1 f=1/T;斷開時振蕩周期τ=(R1+R2+R3)C1,f=1/T。

問題與思考 (1)要想在電路中加入信號指示燈,即:揚聲器發“叮”聲時,指示燈亮,試想一下應把發光二極管加在哪個位置?(2)怎樣改變“?!被颉斑恕甭暤陌l聲時間或者頻率?

學法指導 通過問題啟發學生進行自主思考,進而獨立地去分析與解決問題,從而提高學生的綜合素質。

總結、評價與資料歸檔

(一)項目教學評價

包括:(1)學生自評與組內學生互評;(2)學生答辯;(3)教師評價:教師就學生紀律與衛生情況、學習習慣、問題意識、安全意識、質量意識、環保意識、教學效果等方面進行綜合評價。整理歸檔相關的技術資料,使學生養成良好的工作習慣。

(二)資料歸檔

通過項目教學法在“叮咚門鈴”課程教學中的應用與實踐,筆者深刻體會到,項目教學法將理論教學與實踐教學有機結合起來,不僅有利于學生加深理解和掌握書本的理論知識,更使學生懂得了怎樣靈活應用這些知識。最關鍵的是項目教學法的實踐過程既體現了教師的主導作用,又發揮了學生的主體作用,更體現了職業教育的特征。

參考文獻:

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[2]陳雅萍.電子技能與實訓——項目式教學[M].北京:高等教育出版社,2007.

[3]程少偉.談行為引導教學法之項目教學法應用[J].職業教育研究,2005(11).

第7篇:集成電路工程研究方向范文

關鍵詞:電子信息;專業課程;數字信號處理

TN911.72-4

一、數字信號處理課程的特點

數字信號處理,簡稱DSP,是Digital Signal Processing的英文縮寫,是面向電子信息學科的專業基礎課。凡是利用數字計算機或專用數字硬件、對數字信號所進行的一切變換或按預定規則所進行的一切加工處理運算都可成為“數字信號處理”。對于DSP,狹義理解可為Digital Signal Processor數字信號處理器;廣義理解可為Digital Signal Processing譯為數字信號處理技術。在此我們討論的DSP的概念是指廣義的理解。

數字信號處理的基本概念、基本分析方法已經滲透到了信息與通信工程,電路與系統,集成電路工程,生物醫學工程,物理電子學,導航、制導與控制,電磁場與微波技術,水聲工程,電氣工程,動力工程,航空工程,環境工程等領域。

數字信號處理課程的學習使學生牢固掌握離散時間信號和系統的基本原理及基本分析方法,深入理解離散傅里葉變換的基本原理,掌握應用快速傅里葉變換方法解決信號分析問題的方法,掌握數字濾波器的設計原理和實現方法,學會信號譜分析的基本方法。為學生進一步學習有關信息、通信方面的課程和今后的科研工作打下良好的理論基礎。

二、數字信號處理的先修課程

數字信號處理課程的先修課程有很多,最重要的也是銜接最緊密的一門課程就是――《信號與系統》。簡單來說可以將信號與系統和數字信號處理歸為同一類專業課程,從內容上看,《信號與系統》主要學習模擬信號的處理分析,《數字信號處理》則負責數字信號的運算處理。

通過《信號與系統》課程的學習,使學生建立起信號及線性系統分析的基本概念,掌握基本的分析方法特別是頻域分析方法,為學習后續其它專業課程打下良好的基礎。本課程正式引入頻率域的概念,打破以往學習中所有信號或變量以時間t為自變量進行分析的傳統思維,此時學生會出現一些不適應、不理解,甚至有的學生很長時間才接受理解頻率域的概念。因此,信號與系統是數字信號處理課程最重要的先修課程。

三、數字信號處理課程設置知識要求

《數字信號處理》課程是為電子信息類專業三年級學生開設的一門專業基礎主干必修課程,它是在學生學完了信號與系統的課程后,進一步為學習電子信息類專業本科階段專業知識打基礎的課程。本課程通過講課、練習、實驗使學生掌握數字信號處理技術這門科學的基本理論和方法。與本科階段的很多專業課(例如《通信原理》、《通信電路》、《圖像信息處理》、《微波原理及技術》、《電子設計自動化EDA》等)有很強的關聯性。學習該課程前,學生不僅必須掌握《高等數學》、《復變函數與積分變換》、《微積分》等數學領域的基本運算知識,而且需要掌握《電路分析基礎》、《電子技術基礎(模擬部分)》、《電子技術基礎(數字部分)》、《信號與系統》等專業基礎知識。

四、數字信號處理課程設置能力要求

數字信號處理課程設置能力要求以理論基礎和工程實踐相結合,在學習數字信號處理理論知識的基礎上,進行實驗訓練,加強學生掌握實際數字信號處理系統的專業技能。通過該課程理論知識的學習,學生應能具備數字信號領域相關系統的分析能力;通過該課程的工程實例分析及實驗訓練,應能具備數字信號處理中信號分析和數字濾波設計的實踐能力;通過時域離散系統時域及頻域的分析與學習,掌握數字系統對信號的分析處理、識別、濾波的認知能力、設計與開發能力。

五、數字信號處理課程達成目標要求

通過該課程的學習,掌握時域離散信號與系統的時域分析和頻域分析、學會利用序列傅里葉變換和Z變換,分別對時域離散系統進行頻域分析計算和復頻域內的分析計算;掌握數字信號處理學科的核心算法離散傅里葉變換及其快速算法的基本原理,體會數字信號處理領域的奇妙之處;掌握數字信號處理系統網絡結構,能借助MATLAB及CCS軟件對典型IIR和FIR數字系統網絡結構進行設計及仿真;掌握數字濾波器設計中,無限脈沖響應數字濾波器與有限脈沖響應數字濾波器設計過程的不同,以及兩類經典數字濾波器各自的特點;掌握數字信號處理系統的實現、多采樣率信號處理等。通過實驗環節訓練,讓學生具備對數字信號處理系統的分析理及設計創新等專業能力。

參考文獻:

[1]丁玉美,高西全,數字信號處理(第三版)西安電子科技大學出版社.

[2]姚天任,數字信號處理(第二版)華中科技大學出版社

[3]鄭君里,信號與系統(第二版) 高教出版社.

第8篇:集成電路工程研究方向范文

關鍵詞:SEP5010;WinCE 5.0;鍵盤驅動;矩陣鍵盤;中斷處理;掃描算法

中圖分類號:TP3342+3文獻標識碼:B

文章編號:1004-373X(2008)24-037-03

Design and Implement of Matrix Keyboard Driver Based on

SEP5010 Chip Embedded WinCE5.0

SHI Jianlong,BAO Dan,HUANG Shaomin

(National ASIC System Engineering Research Center,Southeast University,Nanjing,210096,China)

Abstract:The keyboard is an important interactive device in embedded system.All the researches and designs described in this paper is to solve the problem of a handled navigation device′s keyboard,based on the platform composed of SEP5010 microchip,which is independently researched and developed by the Southeast University,and WinCE5.0 operating system.The following mainly describes the working principle of the driver,keyboard interrupt handling procedures and scanning algorithm to obtain the key values according to the special layout of the keyboard (non-standard matrix keyboard) on handled navigation device.Users may decide scan codes of the keys according to what they need.Presently,this keyboard driver has been applied to the handheld navigation device.

Keywords:SEP5010;WinCE5.0;keyboard driver;matrix keyboard;interrupt handling;scanning algorithm

1 引 言

嵌入式系統無疑是當今最熱門的概念之一。作為一種和圖形用戶界面的交互手段,同時,作為一種重要的數據輸入方式,嵌入式鍵盤也起著舉足輕重的作用。由于嵌入式設備的功能互異性,為其提供一種通用性鍵盤是不可行的,一般都需要根據嵌入式系統的實際功能來設計所需的特殊鍵盤,并實現相應的驅動程序。

提出的鍵盤驅動方案就是在以嵌入式WinCE 5.0和東南大學自主研發的SEP5010處理器為軟硬件平臺上,采用了7個鍵的鍵盤布局,分為兩組。一組是單獨的一個鍵,另一組是3×2(3行2列)的矩陣鍵盤。根據其鍵盤布局的特殊性,設計特定的鍵盤中斷處理程序和鍵盤鍵值掃描算法,從而實現的本鍵盤驅動。

2 設計背景

2.1 硬件平臺

硬件平臺東南大學自主研發的SEP5010芯片,內部集成ARM公司的ARM926EJ-S微處理器,它是32位高性能RISC處理器。最高主頻達300 MHz,擴展了64 MB的SDRAM,2MB 32 b的Nor FLASH和64 MB×8 b的NAND FLASH,資源豐富。本文所采用的開發

平臺為基于SEP5010芯片的手持導航系統平臺,本開發平臺的系統框圖如圖1所示?;诒鹃_發平臺的鍵盤布局如圖2所示。

由于SEP5010芯片沒有專用的鍵盤控制芯片,故采用GPIO口作為鍵盤掃描端口。如圖2所示,該鍵盤硬件電路總共有7個鍵,分為2組。一組是單獨的1個鍵SW7,這個鍵單獨占用了1個GPIO中斷口(下降沿觸發中斷),它的一端接地,另一端接在SEP5010的PA4_INT12;另一組是3×2(3行2列)的鍵盤陣列,行占用了3個中斷GPIO口(下降沿觸發中斷),3條行線KEYR1,KEYR2,KEYR3分別接在SEP5010的PB1_INT1,PB2_INT2,PB3_INT3;列占用了2個普通GPIO口,2條列線KEYC1,KEYC2分別接在了SEP5010的PC0,PC1。

2.2 軟件平臺

平臺軟件采用WinCE 5.0作為系統的操作系統,它是一個功能強大的實時嵌入式操作系統。它具有內核強大、開源、易擴展和裁減以及豐富的硬件支持等諸多優點,在嵌入式系統領域得到相當廣泛的應用。

WinCE 5.0鍵盤驅動的整體框架如圖3所示。

當鍵盤產生按鍵動作之后,觸發中斷,鍵盤驅動啟動掃描程序,獲得鍵盤的掃描碼。鍵盤驅動負責把硬件掃描碼轉換為虛擬鍵值,并以事件的形式通知上層的GWES。最后GWES將該事件封裝成消息發送給合適的應用程序。

3 本鍵盤驅動的設計與實現

3.1 本鍵盤驅動工作原理詳細分析

WinCE 5.0中的設備驅動程序運行在內核態。內核態處于硬件層之上的系統層,系統層之上則是應用層。本段主要討論鍵盤驅動的實現。本文選擇將鍵盤驅動以動態模式加載到內核中。系統啟動后,首先啟動GWES,GWES調用鍵盤驅動MDD層(MODE Device Driver)的初始化接口函數KeybdDriverInitializeEx(),同時創建事件處理線程ET(Event Thread,對應函數入口為:KeybdEventThreadProc());然后進入鍵盤驅動PDD層(Platform Dependent Driver)的入口函數:Matrix_Entry(),對硬件平臺進行相關初始化,首先對I/O端口進行初始化,然后啟動中斷服務線程IST(Interrupt Service Thread,對應的函數入口為:IsrThreadProc()),其專門用于處理鍵盤事件,其實也就是向系統申請了軟硬件資源,如圖4所示。

初始化完畢后,當無鍵盤事件時,IST線程阻塞。一旦有按鍵被按下,某列GPIO口則會產生下降沿觸發的中斷,進入中斷服務例程:OEMInterruptHandler。中斷服務例程返回邏輯中斷號,由內核進行邏輯中斷號與相關中斷事件的關聯,從而喚醒阻塞的IST線程。而鍵盤矩陣掃描和讀取鍵值等對鍵盤按下事件的處理均通過IST線程來實現。

3.2 本鍵盤驅動的中斷處理過程

本鍵盤驅動的中斷處理過程如圖5所示。由于在SEP5010處理器中沒有專用的鍵盤控制芯片,所以按鍵是通過GPIO來控制的,根據本鍵盤布局的設計,共申請了4個IRQ中斷:分別為EINT1,EINT2,EINT3,EINT12,而每個邏輯中斷號只能惟一關聯1個物理中斷號,所以針對本硬件平臺的特殊性,要將該4個硬件中斷關聯為一個系統中斷號IRQ_KEYBD(定義為32號中斷),無論4個中斷中的哪個被觸發都被關聯為這個32號中斷,由這個惟一的鍵盤中斷號去關聯鍵盤的邏輯中斷號,從而觸發事件。

進入中斷服務例程后會用內核鎖機制將此中斷線上產生的其他中斷屏蔽,直到退出中斷例程,防止其他GPIO口上的中斷對此次中斷處理產生干擾。因此不難想到如果某個中斷服務例程處理的時間太長就可能導致其他中斷無法響應,從而產生丟中斷的嚴重后果。在本方案中使用IST線程來處理,就避免了在中斷服務例程中耽擱較長時間,影響其他外部中斷請求。由于WinCE 5.0系統中內核態都是一些線程在運行,用以處理相應的中斷事件。IST線程的使用不會影響其他程序運行且能保證較好對鍵盤事件進行實時響應。

3.3 本鍵盤鍵值掃描算法的實現

本段分析了線程喚醒后掃描鍵盤矩陣得到鍵值和鍵盤狀態的過程。如圖6所示。

如圖6所示,當線程喚醒后,先進行按鍵防抖,延遲2 ms,然后進入矩陣鍵盤掃描程序。本開發板的鍵盤設計為:一共7個鍵,分為2組。一組是單獨的1個功能鍵,另一組是3×2(3行2列)的鍵盤陣列。本設計采用的鍵值掃描方案為:把這7個鍵看成是一個2×4(2行4列)的矩陣鍵盤,判斷哪些鍵按下時,首先將兩行都置高,然后將第一行置低,先讀取第一列的值,若為低,則說明是按鍵7(SW7)被按下,第二列的值若為高,則直接讀取第二列的值,若為低,則說明是按鍵1(SW1)被按下,不然,則再讀取第三列的值依次類推。若均為高電平,則反過來,將第一行置為高,將第二行置為低,從第二列開始掃描,若為低,則說明是按鍵4(SW4)被按下,不然,則再讀取第三列的值依次類推。最后會周期性的激活IST(由定時器線程保證)來確保按鍵已經抬起,抬起后返回TURE通知上層,否則若一直未抬起,則返回FALSE通知上層。

4 結 語

嵌入式系統需要針對不同的用戶需求定制開發,因此在基于WinCE 5.0嵌入式系統開發過程中,需要從硬件電路及驅動程序兩方面著手開發基礎平臺。WinCE 5.0驅動程序的開發是系統實現過程中的一個關鍵因素。本文介紹了基于SEP5010平臺和嵌入式WinCE 5.0的一種矩陣鍵盤驅動的設計與實現,目前,此設計已經成功用于多款嵌入式手持設備。

參考文獻

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[11]林樹新,吳朝暉.Linux鍵盤驅動的移植分析及實現.計算機工程,2005,31(2):211-213.

作者簡介

時建龍 男,1981年出生,碩士研究生。研究方向為嵌入式系統設計。

第9篇:集成電路工程研究方向范文

關鍵詞:電子科學與技術;光電子技術;教學改革;實踐創新

作者簡介:邸志剛(1975-),男,河北唐山人,河北聯合大學電氣工程學院,講師;賈春榮(1977-),女,河北唐山人,河北聯合大學電氣工程學院,副教授。(河北 唐山 063009)

基金項目:本文系河北聯合大學教育教學改革重點項目的研究成果。

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)07-0059-02

21世紀,隨著現代科學技術的飛速發展,人類歷史即將進入一個嶄新的時代──信息時代。其鮮明的時代特征是,支撐這個時代的諸如能源、交通、材料和信息等基礎產業均將得到高度發展,并能充分滿足社會發展及人民生活的多方面需求。信息科學的基礎是微電子技術和光電子技術,它們同屬于教育部本科專業目錄中的一級學科“電子科學與技術”。專家預言,光電子技術將繼微電子技術之后再次推動人類科學技術的革命和進步。因此,本世紀將是微電子和光電子共同發揮越來越重要作用的時代,是電子科學與技術飛速發展的時代。

電子科學與技術對于國家經濟發展、科技進步和國防建設都具有重要的戰略意義。為了我國電子科學與技術事業的可持續發展和搶占該領域制高點,必須統籌教育、科研、人才等各種資源和要素,而其中的人才培養是極其重要的環節。經過對比研究其他院校對電子科學與技術專業的教改研究,本文根據當前的社會現狀,結合河北聯合大學實際對電子科學與技術專業的培養方案進行改革初探。

一、培養方案制訂的原則

目前,我國高等教育正從精英教育轉向大眾化教育。招生規模擴大的同時,教育質量正遭受嚴峻的考驗。高等教育的目的是為國家培養具有良好的思想道德素質、扎實的基礎理論知識、寬廣的科學技術知識面、良好的創新意識和創新能力的高素質人才,以適應社會發展的需要。為此,加強人才培養是一個復雜而重大的工程。

培養方案主要包含專業培養目標和專業建設思路兩大部分。專業培養目標首先要符合當前社會發展需要,其次要符合學校本專業的實際情況,最后再考慮專業、師資情況。

目前,電子科學與技術專業的畢業生基本上是供不應求,特別是高層次人才稀缺。但是,電子科學與技術產業存在著分布不均、分類較細、進展迅速、產業結構多樣化等特點。因此,社會需求與本專業畢業生層次結構之間的供需矛盾會持續一段時間。此外,光電子技術產業得到了國際社會的極大關注,經過光電子技術市場產品的整合,目前光電子技術市場重新步入上升軌道,后期發展將主要受市場影響。[2]我國對光電子技術的發展高度重視,2010年我國以光電子技術為指導的信息產業形成了5萬億美元的規模。

河北聯合大學電子科學與技術專業自2002年開始招生,到目前為止共培養出10屆本科畢業生。畢業生的反饋意見成為專業培養目標制訂的重要影響因素。此外,在學生培養方面,注重學生綜合素質的提高,特別加強對學生實踐創新能力的培養。

電子科學與技術專業教師中光電子方向占大多數,微電子方向占少數,另有電子材料、自動化控制等研究方向。

二、培養方案的制訂

培養方案的制訂在綜合考慮社會需求、學校及專業實景情況的基礎上,首先進行充分的社會調研、分析,然后通過對天津大學、清華大學、燕山大學等院校充分調研,最終確定合理的專業培養方案。

1.培養目標

以培養研究應用型高級人才為目標,以適應當前社會主義現代化建設及信息產業化的發展需要,使學生具有良好的思想道德和科學文化素質;擁有扎實的自然科學基礎知識和寬廣的專業知識;具備創新、實踐及跟蹤掌握新理論、新知識、新技術的能力,能夠在光纖傳感、光電檢測及半導體制造等領域從事系統研發與設計、運行維護等工作。

2.專業建設思路

針對電子科學與技術專業現狀,綜合考慮社會市場需求、專業師資及畢業生反饋意見,提出關于“增強光電子特色,優化專業課程體系改革”的建設思路。

(1)專業課程體系建設。專業課程體系的建設,首先以專業培養目標為準繩,進行模塊化課程設置,調整課程內容,形成以光電子技術為主、微電子技術為輔的專業方向,以光纖傳感體系和光電檢測體系為核心,從而使專業課程體系具有前瞻性、針對性和可操控性,進而保障人才培養目標的實現。

1)優化培養方案。根據國家對光電子、微電子人才培養內容和方式的要求,不斷優化培養方案,使其既符合教育部頒布的“電子科學與技術專業規范”,又能充分體現學校的特色。優化的出發點是:光電子和微電子產業及工程應用對人才的需求;遵循專業發展規律;突出知識面、素質和能力的培養;制訂與時俱進的培養方案和體系。

2)課程教學內容建設。為使課程教學建設與專業特色一致,體現光電子、光纖傳感與檢測的專業特色,由教授和學科帶頭人牽頭建設光纖傳感與光電檢測課程體系。光纖傳感課程體系包括傳感器原理及應用、應用光學、激光原理與技術、光纖技術、光纖傳感技術等課程;光電檢測課程體系包括傳感器原理及應用、傳感器原理及應用、應用光學、激光原理與技術、光電技術和光電檢測技術等課程。此外,為使課程內容充分反映相關產業和領域的新發展、新要求,減少陳舊內容,刪掉了熱力學統計物理、數理方法、物理電子學、集成電路設計基礎、集成電路工藝仿真等課程。

3)教學方法及手段改革。為了實現專業人才培養目標,專業教師發揮各自才智,加強與學生溝通,集思廣益,對教學方法和手段進行改革探索。例如對晦澀難懂的專業基礎課、深奧抽象的專業課進行多媒體教學,以加深學生的理解,促進學生理論知識的學習。另外,對光纖傳感技術課程進行雙語教學,讓學生學習理論知識的同時,加強專業英語的學習和運用,為后期閱讀國外資料進行充分的準備。

(2)專業特色。河北聯合大學電子科學與技術專業為適應現代化信息技術產業的發展,形成以光電子技術為主、微電子技術為輔的專業方向,具體特色如下:

1)課程體系設置。課程體系分為通識教育平臺、學科基礎平臺和專業教育平臺三大部分,包含光纖傳感技術、光電檢測技術及半導體制造技術三個主干學科,所有課程共198.5學分。其中通識教育思想政治教育類課程、大學英語課程、體育、大學語文、計算機基礎及學科導論共55.5學分,占28%;學科基礎平臺主要指公共基礎課和專業基礎課,共74學分,占37%;專業教育平臺是專業課,共63學分,占32%;另外還有創新實踐環節,6學分,占3%。

2)學生培養。在夯實專業基礎知識、拓寬專業知識的基礎上促進學生的個性發展,加大力度培養學生的創新意識及能力,定期聘請校外專家為學生作學術前沿報告,使學生掌握本專業科研動態的同時,在開設專業英語及雙語教學的基礎上鼓勵學生閱讀外文一手文獻,以激發學生的創新意識,使其創新能力得到大幅提高,培養學生在光纖傳感、光電檢測及半導體制造等領域的研發能力和應用實踐能力,并能夠進行相關的系統分析、設計、優化及維護。

3)實踐教學。突出光電子技術應用,加強學生實踐能力的培養。在培養方案中增加電子技術、光電子技術系統設計的實踐訓練。電子技術實踐訓練包括電工電子實訓、電子技術課程設計和專業生產實習。光電子技術實踐訓練包括光電工藝實習、專業生產實習、光纖傳感系統課程設計以及綜合性課程設計。通過這幾項實踐訓練,學生能夠在電子技術領域、光纖傳感及光電檢測領域具備足夠的實踐能力。此外,為了讓學生盡快將理論知識轉換為實踐能力,學校組織學生參加飛思卡爾智能車大賽、光電興趣小組大賽等活動,從而培養學生的知識綜合運用能力、創新能力和解決實際問題的能力。

三、改革效果

1.優化了課程體系,提高了教學質量

專業的培養目標及方向確定以后,圍繞培養目標組建了課程建設小組,并請天津大學電子科學與技術專業專家教授進行指導,進而建立結構合理、條理清晰、方案可行的課程體系,相對而言大大提高了課程的教學質量。

2.學生夯實了專業基礎,拓寬了專業知識,加強了實踐技能

課程體系優化以后,學生入學后對培養方案及目標非常明確,從而使得學生能夠妥善處理各門課程之間的關系,抓住核心,適當拓展,使所學理論知識成為體系。與此同時,通過競賽及光電興趣小組引起學生的求知欲,以此激勵學生加強理論知識的學習,促使學生自發地將理論知識和實踐環節有機結合起來,使二者相輔相成、相互促進。

3.培養了學生的創新能力及科研思維

在教學過程中強調基礎知識的靈活運用及實踐創新案例講解。其次,組織并指導學生參加飛思卡爾智能車大賽、光電興趣小組及各項實踐環節。這樣有效提高學生對專業知識的理解與應用能力,從而使得學生的創新能力及科研思維得到了培養及提高。在2012年飛思卡爾智能車大賽中,電子科學與技術專業的組隊獲得了國家一等獎的好成績。

4.提高了就業率和考研率

通過加強學生的理論基礎知識、完善其知識結構,并且實踐能力及創新能力都得到很大提高,使得學生的競爭力得到大大加強,并得到企業和其他高校的認可,刺激了學生的求知欲和創新欲,從而提高了就業率和考研率。

四、結論

電子科學與技術專業作為教育部為適應市場需要而確定的一個新專業,其發展任重而道遠。結合河北聯合大學本專業的實際情況,提出關于“增強光電子特色,優化專業課程體系改革”的建設思路,“夯實專業基礎、拓寬專業知識、加強實踐技能、突出光電子應用”的培養主線,對本專業的建設方案及培養體系進行優化改革,加強了師資隊伍建設、專業課程體系建設,并在此基礎上對教學方法和手段進行改革,從而提高教師的教學水平,加強學生的理論基礎,完善其知識結構,提高其實踐及創新能力,實現了教學科研相輔相成、教學相長的目的。

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