团队名称:集成电路设计团队
成员介绍:夏银水(教授)、王伦耀(教授)、王健(教授)、储著飞(教授)、夏桦康(副教授)、霍建建(讲师)、刘川(讲师)、查晓婧(讲师)
团队联系方式:储著飞 chuzhufei@rankbocai.com
团队研究方向(200字左右)及主要成果:
集成电路设计团队的研究方向为集成电路设计与设计自动化(EDA),尤其是在高效环境能量俘获方法与集成电路系统、数字集成电路前端设计工具、计算电磁学等方面取得了系列成果,突破了多源环境能量俘获方法、结构、电路与系统,基于多逻辑域的数字逻辑综合方法,高性能多层级电磁耦合效应系统级仿真等关键技术,为自供能集成电路,数字集成电路EDA工具,大型无人机、舰船等典型平台CAD仿真等研究和应用提供了理论基础和技术思路。
一、高效环境能量俘获方法与集成电路系统关键技术
针对低功耗物联网微电子设备能量可靠供应的需求,围绕多源环境能量俘获系统“俘得进”、“传得好”、“供得起”等若干关键科学问题,开展了高效环境能量俘获方法与集成电路系统关键技术研究。在多源能量俘获系统的耦合建模及性能优化方面,建立了单源、多源复合俘能的理论模型及高效俘能方法,提出了环境微能量特征参数自适应的俘能技术,研制了光、热、振动等多源能量耦合的协作式俘能系统,研究成果发表在Applied Energy、Renewable Energy、Energy Conversion and Management等知名期刊上;在多源能量高效俘获接口电路创新研究方面,提出了宽输入、可扩展的自供能接口电路技术,突破了交直流、多频段、高压差多源能量俘获的关键技术,实现了时变环境能量的最大功率点跟踪提取,研究成果发表在IEEE Transactions On Industrial Electronics、IEEE Transactions On Power Electronics、Microelectronics Journal等顶级期刊上;在高能效多源能量俘获与管理集成电路设计方面,研制了基于多堆谐振的振动能、热能、电磁能等多源能量俘获与管理集成电路,实现了多源能量高效率集成化俘获,研究成果发表在IEEE Journal of Solid-State Circuits、IEEE Transactions On Circuits and Systems I: Regular Papers、IEEE Transactions On Circuits and Systems II: Express Briefs等权威期刊上。团队研发的多源环境能量俘获方法、结构、电路与系统等关键技术,获得国家发明专利授权20余件,研究成果获得了浙江省技术发明二等奖、宁波市科技进步一等奖和中国电子学会科技进步二等奖。技术成果可应用于自供能物联网节点、可穿戴式设备、地质灾害监测等领域,部分成果已获得转化应用,取得了良好的社会经济效益。

二、基于多逻辑域的数字集成电路逻辑综合工具
我国芯片进口额多年来超过石油,关系到国家安全和经济发展。集成电路设计自动化(EDA)工具是电子产业最上游、最高端的产业,驱动芯片设计、制造、终端应用。被誉为“芯片产业皇冠上的明珠”,当前“最受制于人”。团队结合传统布尔逻辑、REED-MULLER 逻辑和 Majority 逻辑开展了多逻辑域的综合优化和工艺映射核心算法研究,提出了多逻辑域的统一表示方法和高效逻辑代数系统,突破了单一逻辑域在芯片性能、功耗、面积(PPA)方面的优化局限。所研究的工具原型在若干平台开源,研究成果发表在IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems、IEEE Transactions on Very Large Scale Integration Systems、DATE、ICCAD、ASPDAC等期刊和会议上。部分成果通过合作已获得转化应用,取得了良好的社会经济效益。

三、典型平台多层级电磁耦合效应系统级仿真方法研究
针对高性能多层级电磁耦合效应系统级仿真方法问题,先后发表SCI论文二十余篇,其中IEEE Transactions on Antennas and Propagation、IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility等业内顶刊10余篇,初步形成了针对大型无人机、舰船等典型平台的超宽带、多尺度及多层级耦合的复杂平台系统级仿真软件。团队基于CAD内核开发的自适应非均匀体离散方法能够基于关键点和关键边快速生成自适应非均匀网格。利用该方法对大型无人机模型进行非均匀体素化处理时,单线程生成1.27亿网格仅需 5.9 s,内存占用6840 MB。在对手机模型进行非均匀体素化处理时,单线程生成3.26亿网格仅需90s,内存占用17.09 GB。该成果获得“全国智能终端仿真大赛一等奖”。此外,团队还提出了一种基于有限时域有限差分(FDTD)方法的求解弯曲金属物体电磁问题的高稳定共形技术。该技术使用了法拉第定律校正边缘网格磁场,并利用MPI并行框架加速FDTD计算的仿真过程,有效的减少了传统FDTD算法在处理曲面时出现的阶梯误差和大模型计算时间。该方法可应用于大型无人机、舰船等超大目标的电磁模拟,成果获得“2023-ACES(China)Best Student Poster Award”奖。
