基于人工磁导体的芯片内/芯片间无线互连单极子天线传输特性研究

提出了一种新的用于芯片内/芯片间无线通信系统中的基于人工磁导体（Artificial Magnetic Conductor,AMC）结构的单极子管脚天线阵列模型.印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB）采用厚度3mm的FR4介质,形状为边长50mm正方形.4个单极子天线分布在PCB基板中心15mm×15mm的正方形各顶点上,代表4个芯片的4个管脚.天线为铜材质,长度2.6mm,直径1.5mm.在PCB介质中嵌入了一个周期性人工磁导体铜质平面,4个单极子天线形成一个4端口网络.在仿真基础上,进了实物加工测试.实测结果表明,具有AMC的天线阵列回波损耗（S₁₁）-10dB频带为13.02GHz~15.73GHz;在14.22GHz处,S₁₁的幅度达到最小值-27.25dB,S₂₁、S₃₁、S₄₁分别为-26.26dB、-19.23dB、-21.14dB.与不含AMC结构的天线阵列相比,S参数得到了有效改善,其中S₁₁改善了约3.63dB,S₂₁、S₃₁、S₄₁分别提高了2.05dB、7.21dB、5.28dB.验证了在PCB介质中嵌入AMC结构,可以有效提高单极子天线间的电压传输系数,增加信号的功率传输增益.     

60 GHz芯片间无线互连系统中的Rake接收性能

在60 GHz芯片间无线互连信道中存在着多径干扰问题,采用Rake接收是提高系统性能的重要手段。针对脉冲超宽带( IR-UWB)的芯片间无线互连系统,分析了多径信道下Rake接收机的误码性能。在IEEE 802.15.3 c信道模型基础上,对不同分支数以及不同合并方案下的选择Rake ( S-Rake)和部分Rake(P-Rake)接收机误码性能进行了研究。仿真结果表明采用支路数为2的P-Rake在数据速率为10 Gb/s时仍具有良好的抗多径性能,这为芯片间无线互连系统的Rake接收方案提供了技术参考。     

基于超材料构建的PCB通信信道芯片无线互连通信研究

提出了一种基于蘑菇型电磁超材料构建的PCB(Printed Circuit Board)的芯片间/芯片内射频通信设计模型.该设计用单极子天线模拟芯片管脚,利用PCB介质作为通信信道,并填充一层超材料吸收多径传播中部分电磁波,降低天线回波损耗和改善天线之间相关度.分析电磁波在PCB介质内传播途径及超材料对其影响.对发射天线输入频率为20GHz不归零伪随机二进制信号,接收天线输出信号的眼图清晰端正.从频域和时域结果分析表明芯片-PCB无线互连可行,而且超材料能够明显改善通信信道而提高信号传输质量.     

用于无线互连的片上天线金属干扰分析与设计规则

定性分析了金属互连线、电源网格、散热与封装以及金属Dummy Fills对2 mm长、30 μm宽的片上偶极天线对工作特性的影响.通过在硅衬底和散热金属之间引入0.35 mm厚的金刚石介质材料使天线的传输增益在20 GHz时提高了9 dB.为研究这些金属结构和布局对集成偶极天线对的传输增益、相位、阻抗及辐射特性带来的干...     

卷积码在60 GHz芯片间无线互连系统中的性能分析

针对60 GHz芯片间无线互连系统中信号幅度衰落及多径时延,导致信道产生突发性错误引起误码率增大的问题,从编码增益和译码能耗角度研究了该系统中卷积码的性能.根据60 GHz芯片间无线互连系统特点,分析了适用于此场景的CM7.2信道特性以及编码系统接收信噪比.结合信道编码理论,推导了卷积码的临界距离,得到了编码系统的能效衡量标准.在此理论研究的基础上,通过MATLAB对卷积码进行了蒙特卡洛数值仿真,得到了编码增益,进而分析了最大通信距离.通过QuartusⅡ对卷积码进行了电路能耗仿真,得到了编译码能耗,进而分析了临界距离.综合考虑卷积码的编码增益、译码能耗及有效通信距离,提出了可优先采用的编码方案.为60 GHz芯片间无线互连系统以及其他60 GHz近距离无线通信系统提供了纠错编码方面的技术参考.     

60 GHz芯片间无线互连系统的MMSE-RAKE接收机误码性能分析

针对60 GHz芯片间无线互连信道中存在的多径衰落问题,将匹配滤波器和最小均方误差算法应用到60 GHz脉冲通信系统,重点分析多径信道下采用最小均方误差合并算法的RAKE接收机的误码性能。在IEEE 802.15.3c信道模型的基础上,对采用不同合并方式、不同干扰用户数目下的RAKE接收机误码性能进行了研究。仿真结果表明,随着干扰芯片数量的增加,引入匹配滤波器和最小均方误差算法的RAKE接收机不仅降低了接收机的采样率,而且有效提高了系统抗多用户干扰的能力,为芯片间无线互连系统的RAKE接收机设计提供了技术参考。     

60GHz 毫米波在芯片无线互连中的传播特性研究

研究了60GHz 毫米波在芯片无线互连特定场景下的电磁传播问题。应用完整电磁理论,以单极阵子为研究对象在收发天线正对、非正对两种情形中,对径向分量在完整电磁波中的作用进行理论分析及数值仿真。数值仿真结果表明:当收发天线间距小于3 倍波长时,径向分量对完整电磁波有一定的贡献;当收发天线间距大于3 倍波长时,可应用传统远场分析进行近似处理。此外,在HFSS 中对特定的芯片间无线互连场景进行了建模及电磁仿真:当天线两端到PCB 介质板的距离约小于0. 7 ~ 0. 8mm 时,PCB 介质板对电磁波的反射会对天线造成一定的频偏,该频偏随着天线到PCB 介质板的距离的增大而减小;当天线两端到PCB 介质板的距离约大于0. 7 ~ 0. 8mm 时,基本不会造成频偏。这为60GHz 毫米波在芯片间无线互连中的应用提供了电磁传播的理论依据。     

可控坍塌芯片互连技术及其最新发展

一、引言 可控坍塌芯片互连技术(Controlled collapse chip connection-C4)由IBM公司在本世纪六十年代开发并成功应用于大型计算机中。C4倒装技术是在芯片上制作Pb-Sn合金焊料凸点,然后将芯片凸点对准金属化陶瓷或多层陶瓷基板上的金属化焊区,在保护气体以及在适当的温度下进行再流焊,实现芯片与基板的互连,如图1所示。本世纪八十年代,Motorola公司认识     

新型的芯片间互连用CMOS/BiCMOS驱动器

从改善不同类型 IC芯片之间的电平匹配和驱动能力出发 ,设计了几例芯片间接口 (互连 )用 CMOS/Bi CMOS驱动电路 ,并提出了采用 0 .5 μm Bi CMOS工艺 ,制备所设计驱动器的技术要点和元器件参数。实验结果表明所设计驱动器既具有双极型电路快速、大电流驱动能力的特点 ,又具备 CMOS电路低压、低功耗的长处 ,因而它们特别适用于低电源电压、低功耗高速数字通信电路和信息处理系统。     

用于AC/DC开关电源芯片的片内电源电路

本文设计了一种应用于AC/DC开关电源芯片的片内电源电路。该电路输入电压范围110V～220V,输出电压稳定在约5.8V。本电路仅在开关电源芯片中功率开关关断的半周期,通过高压JFET抽取外部电源电能给储能电容充电,来维持输出电压的稳定,具有输入电压范围广,电路结构简单的特点。通过HSPICE仿真实验,取得预期的效果。     

无线芯片域网络中PCB上的组网策略

针对无线芯片域网络(wireless chip area network,WCAN)中PCB上芯片内/间高速无线互连场景,提出了基于蜂窝Ad Hoc的组网策略,并对其网络模型、无线节点设计、多址接入、路由和流量控制策略展开研究,最后通过仿真实验与传统无线Mesh组网架构进行对比分析,得到比其更低的网络时延和抖动、更大的网络吞吐量,并在高速数据传输环境下也能保持较低的分组丢失率.验证了所提策略的优越性,对今后WCAN组网架构的研究及未来5G网络技术的发展提供了参考.     

一种板间无线光互联模块的设计

提出了一种基于电路板间的甚短距离无线光互联模块.利用光学设计软件模拟仿真,设计了一种实用的板间无线光互联光学系统,并分析了离轴偏差、指向角度偏差以及轴向偏差对该模块数据传输稳定性的影响.测试结果表明,该模块可以实现2.5Gb/s高速率板间双向数据传输.     

基于CC1100的无线数据采集系统设计

针对极端环境下数据采集难以解决的问题,传统的方法难以适用强干扰下的数据采集。采用高性能单片机AT89C52与低成本RF收发芯片CC1100相结合,基于无线射频技术,设计了一种无线数据采集系统。详细介绍了无线收发模块硬件电路及其功能,重点阐述了CC1100射频芯片发送与接收采集数据的过程。在整个系统设计中,采取合理的抗干扰措施,实现极端环境下的数据采集与测量。整个系统通用性强、可靠性高、便于测量。     

UWB无线视频传输关键技术研究

为了方便的研究无线视频在UWB传输过程中的丢包率、吞吐量、时延,对UWB信道模型进行了研究,使用NS2构建了UWB的网络模型。网络模型配置了模拟网络拓扑结构、各层使用的协议,确定了链路的基本特性,从而可以模拟无线视频传输的UWB环境。构建的网络模型可以模拟压缩编码后视频流的无线传输过程。     

基于VCSEL/MSM-CMOS技术的并行光互连设计

提出了一种基于VCSEL/MSMCMOS技术的并行光互连系统,详细介绍了系统整体设计,着重对光网络通信接口卡中的PCIHIPPI接口模块、HIPPIFIBER接口模块、光总线模块设计进行了阐述。     

RF/微波无线系统中的MEMS技术

着重论述了RF/微波MEMS元件及其制造技术、封装要求和设计,并在此基础上阐述RF/微波MEMS元件的应用电路和系统。     

应用于微波无线能量传输系统的发射波束技术

概述了微波无线能量传输系统的研究现状及其基本原理,从可提高波束能量的一些特殊口径场以及先进的天线技术角度,分别按Whisper波束、超增益天线、平顶波束、聚焦天线技术、非衍射天线进行介绍。最后对微波能量传输系统中发射技术的未来发展趋势进行了展望。