基于MSP430F149的网络心电系统设计

本文提出了一个便携式可连网的心电仪的设计方案。通过选择合适的器件,使所设计的心电系统不仅完成预期的功能要求,而且达到最佳性价比。并对所选择的器件特征和使用方法做了详细的介绍。     

微器件自动装配系统的定标和操纵策略

主要研究了自动微器件装配系统的定标技术和操纵策略两个问题.在加入了尺度因子优化步骤之后,一种基于Tsai两步法的自定标方法实现了亚微米级的定标精度,并且获得了更加可信的定标角度参数.这种定标方法应用于微器件装配系统中并可以实现高精度的微器件定位.除了精确定标之外,我们还应该选择合适的工作环境来控制粘附力的大小来提高微器件操纵成功率,选择合适的夹持和释放方式来提高微器件操纵效率和释放位置精度,选择一种安全简单的移动路径来缩短移动时间.实验表明,我们的自动微器件装配系统可以在10 s内完成一个器件的定位和移动操作,并实现数微米的释放位置精度.     

一种可支持任意流程的MEMS设计工具

当前MEMS CAD软件中可以支持的设计流程比较固定和单一,已不能完全满足由MEMS器件种类日益增多所带来的设计新需求.论文提出了一种可支持任意流程的MEMS设计方法,并基于此建立了设计工具原型系统.该方法采用通用的系统级、器件级和工艺级的三级架构,但以网表、标准格式的实体模型和版图文件分别作为这三个级别设计数据的出入口.设计了相应的信息提取算法及程序,实现了任意两个级别之间的数据自动传递,从而可以支持在该架构下的全部六种设计流程.尤其是由系统级到器件三维实体再到工艺版图的设计流程为国际上率先实现,其从功能逐步综合到器件结构,可有效减少设计的迭代次数.设计实例表明,基于该工具可以针对不同的MEMS器件选择最优的设计路线,显著提高了MEMS的设计效率.     

一种具有广泛适应性的微机械加工方法研究

研究了一种具有广泛适应性的微机械制造方法,该方法可用于制备各种不同的器件,包括硅微陀螺仪、加速度计、剪切应力传感器以及光开关等.利用该方法,制备了硅微陀螺仪,并给出了所制备的硅微陀螺仪的性能测试结果,同时分析了利用该制备方法制备各种不同器件时,工艺流程对器件性能的影响,重点讨论了硅-玻璃阳极键合、减薄工艺以及深刻蚀所形成的侧壁质量,包括侧壁垂直度、侧壁杂质等因素对器件性能的影响.     

基于FPGA的TDICCD驱动时序设计

在分析TDICCD器件驱动时序关系的基础上.设计了可选积分级数的驱动时序发生器.作为卫星上的有效载荷.TDIC-CD成像系统可以根据不同的光照条件及探测分辨率的需求,选择不同积分级数,提高成像系统的灵敏度.选用现场可编程门阵列(FPGA)作为硬件设计平台,使用VHDL语言对驱动时序发生器进行硬件描述,采用Quartus Ⅱ对所设计的驱动时序发生器进行了仿真.系统测试结果表明.所研制的驱动时序发生器可以满足TDICCD驱动要求.     

基于版图和工艺的MEMS器件三维结构生成算法

设计了一种MEMS器件三维结构生成的方法,介绍了结合工艺流程实现转换的全过程,对相关算法进行了详细论述.结合工艺流程时首先将二维版图文件预处理,加载器件工艺流程后,程序实现相关参数选择后并存储.给定了工艺步骤的搭配关系,进行工艺解释后,进行三维实体绘制输出.编程实现的可执行文件可对多种MEMS器件进行正确的三维描述,从而验证了该三维生成的方法.     

非焊接式纳米线机械性能测试器件结构设计

纳米线机械性能测试中,常见MEMS器件大都采用焊接或沉积方式固定纳米线,限制了器件寿命和测试重复性.针对焊接方式测试的不足,设计了一种非焊接式纳米线机械性能测试MEMS器件.在静电叉指和支撑梁结构的基础上,设计了利用梁刚度差进行夹紧和拉伸操作的结构,其中设计了V型结构以避免焊接纳米线.利用有限元仿真软件进行了仿真验证,确定了最优结构尺寸,V型缝隙夹角小于22.5°时能满足纳米线机械性能测试要求,所设计器件提高了测试器件的重复利用率.     

新型非易失存储研究

近年来,由于处理器性能和存储性能之间的差距不断扩大,存储系统成为计算机整体系统性能提升的瓶颈.随着微电子技术的迅速发展,新型非易失存储器件由于具有非易失、低能耗、良好的可扩展性和抗震等优良特性,得到了学术界和工业界的广泛关注.介绍了4种新型非易失存储器件,分别是STT-RAM,RRAM,PCRAM和FeRAM,对比了其与传统存储器件的性能参数.讨论了目前在存储架构中的不同层面(即缓存层、主存层和外存层)针对这些非易失存储器件的利用所开展的一些探索性工作,并分析了其中针对非易失存储器件的写次数有限、读写性能不均衡等不足所作出的一些策略设计.最后,对新型非易失存储器件的研究现状进行了总结,并提出了未来可能的发展方向.     

一种IDT/(002)ZnO/SiO2/Si多层结构的声表面波器件

以IDT/(002)ZnO/SiO2/Si多层结构的声表面波器件为研究对象,通过有限元软件对单对叉指的三维结构进行有限元仿真,得到了不同的ZnO膜厚对SAW器件所激发瑞利波的相速度、机电耦合系数的影响规律,以及SiO2膜厚与SAW器件频率温度系数之间的关系.采用热氧化、射频磁控溅射以及光刻工艺在Si衬底上分别制备SiO2膜、ZnO膜和IDT,制备了三组不同ZnO膜厚的延迟线型SAW器件.通过X射线衍射仪对制备的ZnO薄膜进行检测,结果表明ZnO薄膜具有良好的(002)晶体取向以及良好的结晶质量.采用矢量网络分析仪对所制作SAW器件进行了测试,得到了器件的传输曲线,实验结果与有限元仿真结果具有较好的一致性.     

基于FPGA的混沌脉冲源的设计与实现

混沌信号源的设计与实现是混沌信号付诸于应用的前提.项目选择合适的数字器件,通过编程,结合合适的外部接口器件,实现了一个用于产生任意混沌脉冲信号的实验系统,仿真与实验电路揭示了用本实验系统实现Logistic映射的波形.