2.5D Chiplet封装结构的热应力研究

开展了一种2.5D Chiplet封装结构的热应力研究,形成了一套适用于先进封装的设计理论方法,从而显著提升Chiplet封装性能和降低成本。根据实际生产要求,选择芯片表面应力、底部填充胶应力和封装翘曲三个关键封装性能作为优化目标。首先建立了Chiplet封装模型,采用COMSOL进行有限元仿真,揭示了底部填充胶材料选型、两芯片间底部填充胶高度、塑封料和芯片高度三个参数对上述封装性能的影响规律。然后通过正交试验设计方法获得仿真数据,并基于极差分析法处理相关数据,分析各参数影响因素对优化目标的影响程度,进而获得2.5D Chiplet封装结构的最优参数。最后将优化后Chiplet封装模型通过仿真进行验证,结果表明该封装结构中芯片表面平均应力减小为93%,底部填充胶峰值应力减小为86%,和封装翘曲减低为96%,从而验证了设计的有效性。     

基于2.5D封装系统的存储型计算研究

对于数据密集型应用,大量能量和延时消耗在计算和存储单元之间的数据传输上,造成冯·诺依曼瓶颈。在采用2.5D封装集成的系统中,这一问题依然存在。为此,提出一种新型的硬件加速方案。引入存储型计算到2.5D系统中,使片外存储具备运算的能力。将存储器划分为若干个bank,支持bank间并行访问,并在存储阵列中设计可配置的加速单元,充分利用存储阵列的带宽进行并行计算,降低数据传输的延时和能耗。以H.264解码中的反量化反变换为例对该结构进行实现,仿真结果显示,相较于传统软件实现方法,该方案可获得7.1倍的性能提升,节省80.5%的能量,并且只增加2%的面积开销。     

基于线条画的2.5D卡通模型

在卡通设计中,为了通过少量的2D视图生成卡通对象任意方向的视图,形成类似对象旋转的3D效果,提出一种基于线条画输入的2.5D卡通模型.基于正交的2个视线方向上卡通对象的线条画,把其中的笔画表示为2.5D结构并进行分类,然后根据笔画的类别分别用形状插值或类比的方法生成新的形状;用画家算法结合分组的方法判断笔画的可见性,以自动生成2个输入方向中任意方向的视图.实验结果表明,该模型减少了对特定绘画程序的依赖,在中间视图的质量上比已有方法有很大提高.     

基于信号与电源完整性的有效分析优化2.5D-3D的设计

HBM(高带宽内存)存储系统与传统的DRAM接口相比,具有高速率和低功耗特性。在2.5D/3D的设计中,随着HBM速率的提高,对信号与电源完整性的设计的考量越来越重要,如何通过有效的仿真指导产品的设计是一个挑战。首先从信号完整性的角度讨论了设计的考量点,其次从电源完整性的角度讨论电源噪声在高速传输信号中的影响,并提出了如何仿真与预测大量同步开关噪声等电源噪声对眼图的影响,最后基于芯片的测试结果对比仿真,给出结论。     

基于BLACS的2.5D并行矩阵乘法

并行矩阵乘法是线性代数中最重要的基本运算之一,同时也是许多科学应用的基石.随着高性能计算(HPC)向E级计算发展,并行矩阵乘法的通信开销所占比重越来越大.如何降低并行矩阵乘法的通信开销,提高并行矩阵乘的可扩展性是当前研究的热点之一.本文提出一种新型的分布式并行稠密矩阵乘算法,即2.5D版本的PUMMA(Parallel...     

基于3D CAD模型的设计结构矩阵自动化生成系统

设计结构矩阵DSM已成为许多研究和实践领域中复杂系统建模和分析的工具。但是,DSM的构建却面临很大的困难,因为每个产品的分解和结构关系可以有不同的解释,因此不能以标准模式构建。这使得DSM的快速生成难以实现,从而延长了产品设计周期。介绍了一种基于CAD模型的DSM自动生成系统。首先,使用SolidWorks API提取SolidWorks平台中CAD模型的结构特征树中的顶层部件的Mates特征信息,并将其按特定顺序排列并存储在数据库中。其次,分析组装的部件之间的几何关系,以确定各种配合的类型对部件之间的连接关系的影响程度,并建立了相应的分析和比较规则。最后,使用Visual Basic成功完成了DSM自动生成系统的设计。同时,本文以一些CAD模型为例,验证了所开发系统的可行性和可靠性。     

基于JADE平台的MAS通信协议封装研究与设计

针对多Agent系统中异构Agent通信格式的规范问题,提出一个基于XML的多Agent通解决方案.该方案利用XML技术的优势,通过对Agent消息的封装处理,能够使各异构Agent更好地理解和交换消息,同时在JADE平台下开发了一个通信原型,为异构Agent通信格式的规范问题的解决,提供了一种技术途径.     

用PROTEUS设计制作印刷电路板

在电子设计中,利用PROTEUS设计印刷电路板是一种方便、易行的方法。PROTEUS主菜单的应用同其他的Windows环境下的应用程序一样,让用户使用时不会感到有什么困难。并具有的两种操作环境使文件很方便的传输,且不会出现传输错误,使PCB的设计与制作极为方便、快捷、美观。《用PROTEUS设计制作印刷电路板》介绍PROTEUS设计制作PCB的操作环境、工具箱、工作区、各菜单功能等,并结合实例讲解PROTEUS设计制作印制电路板的方法及印制电路板的一般设计步骤与注意事项。     

基于GDI的2D游戏框架设计

2D游戏具有很大的应用前景。游戏软件是一种复杂度较高的软件,利用游戏框架可以降低游戏开发难度,提高游戏开发效率,因此设计2D游戏框架具有现实的意义。该文探讨了框架的概念,分析了2D游戏软件开发的特征,从中总结出2D游戏框架需要实现的功能,结合Windows的图形设备接口(GDI),提供了一个2D游戏框架的设计,其中实现了精灵创建、释放、渲染、资源管理、帧频锁定、事件传递等2D游戏中必需的功能,并留出了可扩展的接口。该文最后给出了框架的使用方法。     

Physical design for 3D system on package

The SoC paradigm is a system integration approach that integrates large numbers of transistors as well as various mixed-signal active and passive components onto a single chip. This realization-led to the 3D system-in-package (SiP) approach, alternatively called 3D ICs or 3D stacked die/package. Designers can take SiP a step further by embedding both active and passive components, but passive-component embedding is bulky and requires thick-film discrete components. Thick-film component embedding distinguishes SiP from system on package (SoP), an emerging 3D system integration concept that involves embedding both active and passive components. SoP, however, incorporates ultrathin films at microscale to embed the passive components, and the package rather than the board is the system. SoP overcomes both the computing and integration limitations of SoC, SiP, multichip modules (MCMs), and traditional system packaging by having global wiring as well as RF, digital, and optical component integration in the package instead of on the chip. Moreover, 3D SoP addresses the wire delay problem by enabling the replacement of long, slow global interconnects with short, fast vertical routes.     

Allegro基于MySQL数据库的数据录入系统设计

为了实现通过Allegro软件对PCB板卡数据自动采集、录入、保存等功能,研究基于SKILL语言的Allegro软件二次开发和IPC通信原理,提出并设计一种Allegro软件基于MySQL数据库的数据录入系统。根据实际数据存取需求及用户权限,设计前端数据采集模块和网页显示模块,在前端数据采集模块中,通过研究IPC通信,制定通信协议,并结合SKILL语言、Python语言编写通信接口,实现Allegro软件与MySQL数据库通信;网页显示模块使用Java语言用于对数据进行展示和处理。最后对数据录入系统进行功能测试,测试证明能够达到预期效果。系统中Allegro软件与MySQL数据库通信协议设计以及通信接口设计是系统的关键设计,系统数据采集模块的实现对后续Allegro软件与其他语言通信、网页端功能扩展具有很大的参考价值。     

硅转接层高带宽存储互连通道信号完整性设计及仿真

HBM存储器由于超高的存储带宽在大数据、智能计算等领域具有广阔的应用前景.支持超细线宽的硅转接板是实现存储器与芯片间HBM信号互连的主要载体,从HBM 1.0到HBM 2E,信号速率达到3.2 Gbps,信号完整性问题不容忽视.从HBM颗粒管脚阵列结构出发,分析信号布线和线宽间距极值.建立2层信号线传输模型,提炼频域阻...     

基于51单片机的自动离心脱水装置设计

洗衣机已成为居民日常生活中不可缺少的电器设备,但是目前的洗衣机大多采用脱水定时旋钮来进行衣物的脱水控制,用户往往靠经验设定脱水时间,既不方便又浪费电能。自动离心脱水装置以STC12C5A60S2单片机为控制核心,在离心脱水桶的排水管道内安装水流量传感器,利用其检测单位时间内脱水的水量大小,从而检测衣物的排水程度。当单位时间内的排水量低于单片机设定的阈值时,通过继电器控制电机停止工作并用蜂鸣器报警通知用户。该方案不仅有效避免了人为设定脱水时间过长的问题,而且有助于节约电能。     

基于有限状态机的自动门控系统软件设计

采用有限状态机的方法设计了一种自动门控制系统软件,可实现自动门的可靠开闭和精确检测。本文介绍了自动门控系统控制及检测要求,给出了有限状态机的基本原理,建立了基于有限状态机的程序设计模型,给出软件设计的部分关键代码。单步调试及装车实测证明:有限状态机模型有助于规范化解决控制系统软件设计问题。     

基于激光靶的野外自动报靶系统设计

该系统以实现野外高精度报靶、打靶成绩远程、实时、直观显示为目的,综合考虑了系统的便携性、安全性,可靠性。采用激光坐标定位的方法,详细介绍了激光坐标定位原理、野外激光自动报靶设备的系统设计,论述了该系统与其他报靶方式相比的优缺点。采用了激光坐标定位的方法,实现了误差2 mm高精度报靶,远距离直观图像显示报靶成绩,支持强大的数据查询等功能,在可靠性、适应性、精确度、价格等方面具有优势。该系统安全可靠,适应性强,轻快便携,有着较好的应用前景。     

基于多线程技术的自动测试系统优化设计

传统的测试过程对系统性能考虑较少,但随着并行测试方法的广泛应用,对系统性能和数据吞吐量的要求越来越高,利用多线程技术优化软件设计成为有效提高自动测试系统性能的途径之一。对测试过程流水现象进行建模,采用异步流水线设计模式,结合面向任务的概念,提出了一种适用于测试系统的编程模型。实验结果表明,该模型在测试任务随机输入的条件下可明显缩短样本的平均测试时间,通过在交流接触器特性参数测试实例中的具体应用,表明该模型不仅能够增加测试项目配置的灵活性,而且可以避免测试系统中多线程编程的复杂性。