一种多链式结构的3D-SIC过硅通孔（TSV）容错方案

三维（3-Dimensional,3D）电路由于其更高的密度、更高的传输速率及低功耗的优点逐渐受到人们的重视和研究,而硅通孔（Through Silicon Via,TSV）技术是三维电路中互联上下层不同模块的主要方法之一。然而由于制造工艺水平的限制,在芯片制作完成后会出现一些失效TSV,这些失效TSV会导致由其互联的模块失效甚至整个芯片的失效。提出了一种多链式的硅通孔容错方案,通过将多个TSV划分为一个TSV链,多个TSV链复用冗余TSV的方法修复失效TSV。通过相关实验显示,该方案在整体修复率达到90%以上的情况下可以较大地减少冗余TSV增加的个数和面积开销。     

以密度为导向的3D芯片的布局设计

3D芯片通过垂直集成提高了芯片的集成度,成为当前半导体产业发展最快的技术之一,被认为是一种延续摩尔定律增长趋势的新方法。硅通孔（TSV）设计是3D芯片设计的关键技术,其可靠性是影响3D芯片良率的主要因素。针对3D芯片的TSV结构进行研究,为多个垂直堆叠裸晶设计密度为导向的TSV布局结构,为后续TSV容错设计提供基础。     

3D堆叠芯片硅通孔容错设计

3D堆叠芯片采用硅通孔（Through-Silicon Vias,TSVs）技术垂直连接多个裸晶（die）,具有较高的芯片性能和较低的互连损耗,引起工业界和学术界的广泛关注。随着3D芯片堆叠层数的增加,一个TSV小故障都可能导致成本的大幅度增加和芯片良率的大幅度降低。TSV的密度与故障的发生概率有着密切的关系,TSV密度较大时,其发生故障的概率就会增大。为了减少故障产生的概率,提高良率,提出一种以密度为导向的TSV容错结构,首先将TSV平面分成多个密度区间,密度较大区间的信号TSV被分配较多的修复TSV,但同时此区间上设计尽量少的修复TSV,以减少此区间内总的TSV密度。理论分析和实验结果均表明该方法可以有效地减少故障发生的概率,并对故障TSV进行修补,同时具有较小的硬件代价。     

基于改进CAF-WAS的绑定前硅通孔测试

硅通孔TSV发生开路故障和泄漏故障会降低三维集成电路的可靠性和良率,因此对绑定前的TSV测试尤为重要。现有CAF-WAS测试方法对泄漏故障的测试优于其他方法(环形振荡器等),缺点是该方法不能测试开路故障。伪泄漏路径思想的提出,解决了现有CAF-WAS方法不能对开路故障进行测试的问题。另外,重新设计了等待时间产生电路,降低了测试时间开销。HSPICE仿真结果显示,该方法能准确预测开路和泄漏故障的范围,测试时间开销仅为现有同类方法的25%。     

应用于MOEMS集成的TSV技术研究

硅通孔(TSV)通过缩短互连长度可实现低延迟、低功耗等目的。对应用于微光机电系统(MOEMS)集成的TSV工艺进行了研究,通过ICP-DRIE参数优化获得了陡直TSV通孔;通过金-金键合及bottom-up法,实现了TSV的无缺陷填充;对填充后的TSV进行电学表征,测试结果表明,单个TSV的电阻平均值为0.199Ω、相邻两个TSV的电容在无偏压时为170.45 fF、TSV的漏电流在100 V时为9.43 pA,具有良好的电学特性。     

三维芯片中TSV链式冗余修复电路的设计与实现

由于具有高集成度、高性能及低功耗等优点,三维芯片结构逐渐成为超大规模集成电路技术中的热门研究方向之一。TSV是三维芯片进行垂直互连的关键技术,然而在TSV的制作或晶圆的减薄和绑定过程中都可能产生TSV故障,这将导致与TSV互联的模块失效,甚至整个三维芯片失效。提出了一种基于TSV链式结构的单冗余/双冗余修复电路,利用芯片测试后产生的信号来控制该修复电路,将通过故障TSV的信号转移到相邻无故障的TSV中进行传输,以达到修复失效TSV的目的。实验结果表明,该电路结构功能正确,在面积开销较低的情况下,三维芯片的整体修复率可达91.97%以上。     

防串扰的3D芯片TSV自动布局

为了防止3D芯片中的硅过孔(TSV)串扰,提出一种TSV自动排布算法.该算法结合TSV串扰的机理,利用Comsol证明了通过接地TSV解决屏蔽方法的有效性,完成了对接地TSV屏蔽效果的量化;提出电源/接地TSV和信号TSV自动排布算法,其中考虑了不同类型TSV比例和工艺最小间距对3D芯片性能的影响.最后利用IBM基准电路进行仿真,结果表明,文中算法可以防串扰的目的对电路中TSV进行自动布局.     

一种面向通信特征的3D NoC体系结构设计

三维集成电路(three dimensional integrated circuit, 3D IC)和片上网络(network on chip, NoC)是集成电路设计发展的两个趋势.将两者结合的三维片上网络(three dimensional networks on chip, 3D NoC)是当前研究的热点之一.针对现有3D NoC的研究没有充分关注硅片内与硅片间的异构通信特征.提出了面向通信特征的硅片间单跳步(single hop inter dies, SHID)体系结构,该结构采用异构拓扑结构和硅片间扩展路由器(express inter dies router, EIDR).通过实验数据的分析表明,与3D-Mesh和NoC-Bus这两种已有的3D NoC结构相比,SHID结构有以下特点：1)延迟较低,4层堆叠时比3D-Mesh低15.1%,比NoC-Bus低11.5%;2)功耗与NoC-Bus相当,比3D-Mesh低10%左右;3)吞吐率随堆叠层数增加下降缓慢,16层堆叠时吞吐率比3D-Mesh高66.98%,比NoC-Bus高314.49%.SHID体系结构同时具备性能和可扩展性的优势,是未来3D NoC体系结构良好设计选择.     

基于骨架信息的民族舞蹈典型动作识别

民族舞蹈是中国重要的非物质文化遗产,在动作识别技术应用十分广泛的环境下,对于民族舞蹈文化保护和传承的研究领域还比较空白。为了更好地保护和传承少数民族舞蹈,筛选了5类少数民族舞蹈典型动作片段,结合深度摄像机开发了动作数据采集系统,通过该系统采集民族舞蹈动作骨架信息,构建了民族舞蹈典型动作数据集,使用改进的三维卷积神经网络（3D CNNs）模型对民族舞蹈动作骨架序列进行了识别与分类,并且与其他经典动作识别方法进行了对比,该方法在实验中获得了95%的识别率。研究结果表明,该民族舞蹈数据集构建方法合理,识别模型对民族舞蹈分类有良好的性能,对民族舞蹈动作进行了有效的记录和保存,为民族舞蹈数字化保护提供一种新的方式。     

充分减小树间冗余的优化三维VSPIHT视频编码方法

用 3D- DWT及 3D -SPIHT算法获得高压缩率的视频编码近年来受到人们的关注 ,在现有算法的基础上 ,提出一种优化的 2D&MT 3D- VSPIHT方法 该方法尽可能地消除了树间冗余 ,改进了编码的每一个细节 ,有效地减少了SPIHT算法中的冗余扫描 ,合理地处理了最低频子带系数 实验结果证明 ,在同样的压缩倍数下 ,编解码后视频图像的PSNR比现有的三维SPIHT方法高 1～ 5dB     

基于检查点机制的容错实时调度算法CP-PRA

时间冗余作为容错的重要手段被广泛应用于安全关键实时系统中。传统容错调度算法为失败任务的重运行(Re-execute)预留了大量的空闲时间,但是重运行的使用会降低系统的资源利用率。提出了一种基于检查点机制的容错调度算法CP-PRA,通过降低错误恢复需要的时间,可以有效地提高系统的资源利用率。给出了该算法的可调度奈件,并证明了其算法的正确性。     

基于直方图平移可逆水印的性能估计

多层直方图平移可逆水印算法可以获得较高的嵌入容量。由于多层嵌入复杂度较高,在实际实施多层嵌入前,一般不可预知算法是否满足用户要求的嵌入容量和水印图像质量。提出一种快速性能估计方法,该方法无需实际嵌入操作,仅根据直方图信息就可以准确估计多层嵌入后水印容量及相应的水印图像质量。实验结果表明：该方法速度快、估计精度高,为实际使用直方图平移可逆水印算法提供了一种快速、有效的判决依据。     

基于FPGA的高精度数字移相信号发生器的设计

以FPGA为核心,采用锁相技术、直接数字频率合成(DDS)技术产生两路频率相同而相位不同的移相信号。同时通过STC12LE5A60S2单片机控制,可任意设置两路信号的频率、相位差。输入和输出的波形参数可通过液晶12864显示。实验结果表明,系统输出的波形相移精度高、稳定性好,具有良好的实用性。     

基于矢量直方图迁移的视频加密域可逆隐写方案

针对压缩域视频隐藏算法嵌入容量低、不可见性差的问题,提出了一种H.264/AVC加密域的可逆隐写方案。首先由嵌入容量和载体大小决定参考帧间隔参数,并根据需要决定是否对载体进行加密;然后,根据待嵌视频帧数生成嵌入密钥;最后通过压缩视频中矢量直方图迁移,实现运动矢量上的可逆信息嵌入。所提方案通过指定解码参考帧,克服了由于运动矢量修改而造成的失真累加效应。所提方案兼容基于运动矢量的视频加密算法,视频的解密和信息提取分别依赖解密密钥和嵌入密钥,两者之间相互分离,在视频密文域或者解密后的明文域中均能提取信息并无损恢复视频载体。信息的安全性依赖于嵌入密钥,密钥长度可以根据需要控制,最大长度等于可嵌入信息的帧数。实验表明该方案计算复杂度低,安全度高,并可以根据嵌入负载调整容量和不可见性,与BCH码可逆嵌入方案相比PSNR值提高3~5 dB,平均嵌入容量增加5~10倍。     

一种基于联盟链的物联网匿名交易方案

针对物联网终端交易的跨平台、去中心化、隐私、安全需求,提出基于联盟链的匿名交易方案,确保用户身份隐匿。通过划分基础域和互联域实现中心化身份认证和去中心化交易;对身份认证,提出基于Merkle树的双因素认证方案,实现各节点身份与消息的去耦;针对通信中明文消息暴露用户身份问题,提出基于CoinJoin思想的聚合签名隐私保护方案,混淆交易身份,以抵抗身份关联分析攻击;最后针对一致性和记账权问题,提出基于信誉评价策略的共识机制。安全性与效率分析表明,所提方案能以较低存储和计算开销保护终端身份隐私。     

A Turtle Shell based RDH scheme with two-dimensional histogram shifting

Multimedia Tools and Applications - A turtle shell (TS) based reversible data hiding (RDH) scheme with two-dimensional histogram shifting (HS) is proposed. The proposed scheme extends the...     

基于提升方案的冗余Haar小波变换与时间序列预测

针对小波分析存在的边界问题，提出一种基于提升方案的冗余Haar小波变换(Haar_RLWT)。使用该方法得到的系数序列，在具备时移不变性的同时，消除了右侧边界存在数据畸变的现象，使小波分析技术结合神经网络等传统预测模型的方法应用于时间序列预测任务具备可行性。同时为进一步提高预测效果，引入神经网络集成技术以改善网络泛化能力。实验表明，该综合预测模型预测效果与稳定性优于传统预测模型。