一种基于三维堆叠技术的高可靠性Cache结构

针对三维集成电路的软错误问题，分析了高能粒子进入三维堆叠芯片中的运行轨迹和特性，在分析高速缓冲存储器（Cache）中各部分软错误易感性的基础上，提出了一种基于三维堆叠技术的高可靠性Cache结构R3D Cache，利用三维堆叠芯片的层间屏蔽效应，以较小的面积和性能开销大幅降低了其软错误率.结果表明，所提出的R3D Cache结构能够以0.52%~4.17%的面积开销，将Cache的软错误率降低到原来的5%，而所带来的性能开销可以忽略.     

一种三维多层1TxR阻变存储器设计

提出一种适用于未来高密度应用的三维多层可堆叠1TxR阻变存储器设计.采用新型的多个存储电阻共享一个选通管的存储单元,选通管制作在硅片表面与标准逻辑工艺兼容,存储电阻堆叠在不同的互连金属层之间,构成三维存储结构.在0.13μm工艺下,以一个使用8层金属堆叠的1TxR（x=64）结构为例,其存储密度比传统的单层1T1R结构...     

基于模拟退火的三维集成电路水冷散热网络优化算法

三维集成电路(3D-IC)通过在垂直方向堆叠多层芯片有效提高了芯片的性能和集成度.然而,过高的功率密度和温度成为3D-IC集成度提高的最大障碍.水冷散热技术将冷却液注入两层芯片间的沟道有效解决了3D-IC的散热问题,同时也带来了过高温度梯度的问题以及对散热功耗,芯片可靠性的要求.本文提出一种在有硅穿孔限制下的基于模拟退火的沟道网络优化算法,算法基于温度仿真,对散热沟道进行放置与填充操作,设计出的沟道网络可以有效降低散热功率和温度梯度.实验中,与传统的均匀直沟道的设计方法相比,我们的方法可以在相同最高温和温度梯度限制条件下,降低散热功率达67.0%.     

三维众核片上处理器存储架构研究

三维众核片上处理器的研究近年来逐渐引起了学术界的广泛关注.三维集成电路技术可以支持将不同工艺的存储器层集成到一颗芯片上,三维众核片上处理器可以集成更大的片上缓存以及主存储器.研究三维众核片上处理器存储架构,探索了集成SRAM L2cache层,DRAM主存储器层等,对三维众核片上处理器性能的影响.从仿真结果可知,相比集成1层L2cache,集成2层L2cache的三维众核片上处理器性能最大提高了55%,平均提高34%.将DRAM主存储器集成到片上最大可以提高三维众核片上处理器80%的系统性能,平均改善34.2%.     

三维纳米结构氧化锌的制备

采用两步溶液法在硅片表面制备了新颖的三维纳米结构氧化锌,并采用SEM和XRD等手段对其进行了表征.两步溶液法制备实验表明:当氧化锌种子层的生长制备时间在48 h、种子层外延生长时间超过7 h,在硅片表面就能得到三维纳米结构氧化锌.对三维纳米结构氧化锌的生长机理进行了初步探究.     

一种考虑漏电流功耗的快速校正线性模型的瞬态热分析方法

随着集成电路特征尺寸不断缩小，三维集成电路越来越受重视。然而，由于三维集成电路采用多层堆叠，导致芯片内部能量密度极高、散热困难。因此，精确的三维集成电路热分析是控制三维集成电路温度的重要前提。此外，实验结果表明稳态和瞬态热分析的温度差异可高达60 K,因此，在某些温度敏感的关键场景中，快速、准确的瞬态热分析是必不可少的。基于已有文献提出的漏电功耗校正线性模型稳态热分析方法，本文进一步提出了快速校正线性模型方法应用于瞬态热分析问题中。该方法采用后向欧拉法对时间进行离散，并通过减少每个时刻点中迭代方程雅可比矩阵的更新以提高计算效率。实验结果表明：本文提出的方法在最高温差不超过0.521 K的精度下，相比已有的方法有约1.3～3.1倍的加速效果。     

基于TSV的3D IC层次化物理实现技术

随着集成电路特征尺寸逼近物理极限,硅通孔（TSV）实现层间互连的三维集成电路（3D IC）成为延续摩尔定律的一种趋势.但现有集成电路设计工具、工艺库、设计方法尚不成熟,难以实现三维集成中超大尺寸基板芯片的时序收敛问题.为此,本文提出了一种利用现有传统的EDA工具完成基于TSV的3D IC物理设计的流程.首先,用热应力模型将三维硅通孔投影成二维阻挡层,从而将三维集成电路设计转化成若干含阻挡层的二维集成电路分别实现;其次,针对超大尺寸基板芯片的时序收敛困难问题,提出了一种标准单元布局方法,通过在版图中划定若干固定放置区用于限定关键时序单元的摆放,并迭代确定这些关键单元在固定放置区中的位置,实现大尺寸芯片的时序收敛.基于所提出的三维集成电路设计流程完成了一款三维集成的网络路由芯片基板芯片的设计,结果表明,相比传统的设计流程,提出的3D IC物理设计流程可使超大尺寸基板芯片从时序无法收敛优化到可收敛并满足时序要求,验证了所提出的3D IC物理设计流程的可行性.     

分层信标驱动的无线Mesh网多播差错控制协议

针对无线Mesh网现有媒体访问控制(MAC)层协议在多跳多播方面缺乏可靠性保障且效率较低的问题,在无线局域网MAC层的信标帧驱动协议(BLBP)的基础上,提出了一种基于BLBP的无线Mesh网MAC层多播协议(Layer-BLBP).按照每一跳将一次多播分成若干层,每一子层有一个Leader来完成确认帧的反馈,Layer-BLBP利用出错帧/确认帧的反馈及碰撞来保障多播的可靠性,通过分层协调方法来提高多播的效率.理论分析和仿真实验结果表明:Layer-BLBP在无线Mesh网下可使多跳多播可靠完成,在节点差错率大于10%的情况下,比BLBP和原有MAC层协议的传输性能提高了10%以上.     

基于坐标系人脸注册和集成分类器的3D人脸识别方法

由于三维人脸识别精度很大程度上取决于对齐模块的质量,提出一种内在坐标系注册人脸、两层集成分类器进行人脸识别的方法.首先进行3D人脸注册,人脸注册是基于由鼻尖、鼻子水平面以及人脸垂直对称平面表征的内在坐标系统,只需注册1次人脸扫描;然后进行预处理,去除噪声和填充空洞区域;最后通过主成分分析(PCA)提取图像特征,两层集成分类器采用马氏余弦(MahCos)匹配度和加权波达计数法(WBC)对人脸区域分类并进行合并和重新排列.FRGC v2.0和CurtinFaces数据库的实验结果验证了此方法的有效性.与Mesh shift方法、三维PCA方法、ICP匹配方法和LDA方法相比,此方法提高了识别性能,且在计算复杂度上也有较大优势.     

用于三维封装的多层芯片键合对准技术

采用离心力使硅片直角边与模具凹槽直角边贴紧对准的思想,提出了一种用于三维系统封装的多芯片对准技术.基于该技术原理制作了对准装置,并实现了多芯片一次性对准键合(6层芯片).具体过程包括:加工带方形凹槽的模具;将芯片切割为形状一致的方形,并保证边缘整齐;将芯片置入凹槽并旋转模具,对准后停止旋转并夹紧固定堆叠芯片;将固定后的芯片转移至键合腔内实现键合,试验测试键合后对准误差为4μm.具体分析了影响多层芯片对准精度的因素,并提出了优化方案,论证了离心对准技术的可行性.     

Efficient Hierarchical Algorithm for Mixed Mode Placement in Three Dimensional Integrated Circuit Chip Designs

Hierarchical art was used to solve the mixed mode placement for three dimensional(3-D)integrated circuit design.The 3-D placement flow stream includes hierarchical clustering,hierarchical 3-D floorplanning, vertical via mapping,and recursive two dimensional(2-D)global/detailed placement phases.With state-of-the-art clustering and de-clustering phases,the design complexity was reduced to enhance the placement algorithm efficiency and capacity.The 3-D floorplanning phase solved the layer assignment problem...     

多层弹性体空间一般问题的解析解

本文利用广义柔度矩阵递推法,成功地导出了多层半无限弹性体空间一般问题,在任意荷载作用和两种层间接触条件下的通解.对于这个通解,不管弹性体的层数为多少,最后均不需再解任何联立方程.作为应用,文末计算了地基位移和应力问题实例.     

三维校园虚拟漫游系统的设计与实现

本文以山东泰山学院为例,介绍了三维校园虚拟漫游系统的设计和开发流程.参照泰山学院校园的实际情况,借助3Dmax进行建模、调节光线并添加贴图和材质;为了使系统实现真正的3D效果,又运用3D视景仿真软件进行调整,并设置了自动漫游和天气等信息使系统更具有真实性,最终完成了三维校园虚拟漫游系统的开发.     

三维弹性静力问题的无网格局部Petrov-Galerkin法

将二维平面问题的无网格局部Petrov-Galerkin法拓展到三维的相应理论中，编制了该法相应的三维Fortran程序.分析了均匀受拉立方体和悬臂梁两个经典算例，将所得结果与有限元法和解析解对比.结果表明了无网格局部Petrov-Galerkin法在解决三维弹性静力问题时的可行性和有效性，相对于有限元方法在位移解和应力解上也具有更好的精度.     

水力机械三维分离准则的探讨

水力机械的分离为三维流动，三维流动的侧向压力梯度产生边界层的二次流动。文中将边界层内的速度分布分为近壁粘性层和接近于主流的外层两部分，通过研究垂直于主流方向的二次流动和主流的相关性，结合三维分离线的邻近流动特性分析提出了通过主流流场参数和沿流向的二维边界层流动来判断三维流动分离的准则。在垂直于三维分离线的截面内，其流动性态和二维分离相类似。边界层的二次流动和侧向压力梯度，以及二者的相互作用是影响水力机械三维流动分离的重要因素。当主流逆压梯度的方向与二次流动的方向均在主流方向一侧时，流动的三维效应使得三维流动比二维流动不容易分离。当主流逆压梯度的方向与二次流动的方向分别在主流方向的两侧时，三维流动较易产生分离     

适于硬件实现的3D SPIHT算法优化设计

通过对一种可精确控制压缩率的三维多分等级树(3D SPIHT)编码算法的分析,为提高编码速度,改进了3D SPIHT的算法结构,简化了动态分配内存的链表结构,采用位图映射的方式固定分配内存,可减少内存86.6%,无需进行硬件难以实现的链表操作. 变三维地址为线性地址,并在预处理时建立子代最大值映射表,减少了零树判断的时间. 实验结果证明,与原算法相比,当压缩比小于26.7时,优化后算法的速度提高了10倍以上,为进一步的VLSI设计奠定了基础.     

三维各向同性谐振子实现量子群SUq（3）

给定三维各向同性谐振子的ｑ变形产生湮灭算符，用这些算符构造出ＳＵｑ（３）的生成元，实现了量子群ＳＵｑ（３）。讨论了嵌入的ｅ０和ｆ０指出也能同样的各向同性的三维谐振子实现量子包络圈代数ＳＵｑ（３）。     

RC结构火灾后的三维抗震性能研究

以结构工程分析中常见的三维空间杆系有限元为基础,利用钢筋混凝土构件（ＲＣ）火灾后的截面余抗弯刚度统计公式,对火灾后钢筋混凝土空间框架结构进行三维抗震分析。可对灾后结构的剩余整体强度作出诊断,并为加固设计提供依据。     

叶片式水力机械水力设计模型研究

对叶片式水力机械的水力设计模型进行了深入的对比研究。结果表明：考虑来流有旋、叶片有限厚及叶片力作用的准三维和全三维设计模型与实际流动更为接近，设计的转轮叶片能够满足设计者给定的设计参数，提高了水力设计的可靠度，是水力设计的理想模型。     

基于鼠标跟踪的三维交互机制的研究

目的实现三维场景中符合自然习惯的六自由度的三维交互方式。方法在三维场景中建立一个和物理鼠标运动保持一致的3D鼠标(三维模型),3D鼠标在地图空间和视景体之内可以沿各个方向自由运动,超出时进行越界处理,以OpenGL的拾取机制为基础研究新的适用于3D鼠标的拾取方法。结果设计了一种基于鼠标跟踪的三维交互机制,描述了该机制的详细设计策略及原理,提出了3D鼠标运动、越界检测、拾取的有效算法,通过模拟实验实现了融于三维场景的真正意义上的3D鼠标。结论该3D鼠标操作逼真,能够在三维场景中自由运动、有效地进行越界检测以及精确地拾取三维场景中的物体,理论和实践证明该设计机制是可行的。