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基于磁隧道结换能器的缩放多数逻辑合成自旋电子电路的基准测试
摘要 — 自旋电子逻辑器件最终将用于混合 CMOS-自旋电子系统，该系统通过传感器在磁场和电域之间进行信号相互转换。这强调了传感器在影响此类混合系统整体性能方面的重要作用。本文探讨了以下问题：基于磁隧道结 (MTJ) 传感器的自旋电子电路能否胜过其最先进的 CMOS 同类电路？为此，我们使用 EPFL（洛桑联邦理工学院）组合基准集，在 7 nm CMOS 和基于 MTJ 传感器的自旋电子技术中合成它们，并在能量延迟积 (EDP) 方面比较这两种实现方法。为了充分利用这些技术的潜力，CMOS 和自旋电子实现分别建立在标准布尔门和多数门之上。对于自旋电子电路，我们假设域转换（电/磁到磁/电）是通过 MTJ 执行的，计算是通过基于域壁 (DW) 的多数门完成的，并考虑了两种 EDP 估计方案：(i) 统一基准测试，忽略电路的内部结构，仅将域传感器的功率和延迟贡献纳入计算，以及 (ii) 多数-反相器-图基准测试，还嵌入了电路结构、相关关键路径延迟和 DW 传播的能量消耗。我们的结果表明，对于统一情况，自旋电子路线更适合实现具有少量输入和输出的复杂电路。另一方面，当也通过多数和反相器综合考虑电路结构时，我们的分析清楚地表明，为了匹配并最终超越 CMOS 性能，MTJ 传感器的效率必须提高 3-4 个数量级
光子集成电路：朝向新的光谱范围和新的应用字段
A. Bieniek-kaczorek，A。Paśnikowska，P.Wiśniewski，M.Słowikowski，M。Juchniewicz，J。Jureńczyk，M。Liebert，K.Pierściński，D.Pierściński，D。Pierścińska
EEU33C03 - 模拟电路
模块内容 本模块为处理一般信号（时间连续函数）的模拟电路提供了全面的基础。该模块旨在让学生了解设备和电路级别的模拟电路的工作原理和实际局限性，并指导他们分析和设计这些电路。所学的所有原理和技术都适用于更广泛模拟系统的设计。在本模块中，学生将培养为任何现代应用领域的电子设备设计模拟电路所需的分析和综合技能。学生将通过实验课获得实际分立模拟电路设计、构造和测量的实践经验。
ECE 636：先进的模拟集成电路（2024 年秋季）...
小型项目和评分复习问题集：将有三个评分小型项目。这些通常涉及电路设计和 CAD 软件的使用。还将有一个评分问题集，旨在复习您的必备知识。学生将单独完成所有小型项目和评分问题集。可能会发布部分问题的解决方案。非评分问题集：将定期提供纸笔式问题集。这些问题集无需提交，也不会评分。可能会发布每组中部分问题的部分解决方案。最终项目：最终项目将由讲师分配，涉及具有各种性能规格的模拟系统（例如，流水线 ADC 的第一级、采样保持放大器等）的晶体管级原理图设计和仿真。学生将单独完成项目。期中考试：学期第 6-8 周（待定）将进行 90 分钟的课堂期中考试。考试将采用闭卷和闭笔记形式。将提供公式表。期末考试：秋季常规考试期间将进行 2.5 小时的期末考试。考试将采用闭卷和闭笔记形式。您将对课程中涵盖的所有内容负责。将提供公式表。 CAD 软件：您将使用 Cadence 的行业标准电路仿真软件（Virtuoso 和 Spectre）来完成小项目和最终项目。无需使用这些 CAD 工具的经验。使用 Linux 的经验很有帮助（因为我们使用的 CAD 工具仅在 Linux 上运行），但这不是必需的。但是，希望您熟悉数学软件，例如 MATLAB 或 Excel。请注意，您可以从信息系统和技术网站（https://uwaterloo.ca/information-systems-technology/）获取 MATLAB、Excel 和其他软件。课程网站：
ECE 637数字集成电路 - 草稿课程大纲
2024年秋季 - Vincent Gaudet教授课程描述：数字CMOS集成电路正在实现当今的电子系统，从电力效率和便携式个人电子设备到云计算以及当今Internet核心的高性能计算服务器。可以将数十亿个晶体管集成到单个CMOS芯片中，随着CMOS Technologies缩小和晶体管性能的提高，该数字有望在未来几年内继续增加。然而，就纳米制度而深入的CMOS技术的持续扩展还导致了新兴的设计挑战，在不断发展的晶体管模型，高速设计，能源有效的设计，与其他模式的集成方面（例如模拟和传感器）和测试。本课程涵盖了CMOS数字集成电路的晶体管，电路和物理设计方面。主要主题包括：（a）使用逻辑努力来优化关键路径延迟，（b）功率优化，（c）高速顺序系统的设计，（d）设计有效算术电路的设计，以及（d）集成电路的物理设计，即如何将晶体管级的设计转化为“蓝图”，这些蓝图可以被制造工程师使用来构建设计。该项目使用节奏工具进行示意性进入，仿真和布局。该课程旨在与ECE 636互补，该课程着重于模拟CMOS设计。先决条件：（a）微电子电路设计中的本科课程，例如使用SEDRA/SMITH微电子电路教科书（例如ECE 240和ECE 340）; （b）数字逻辑设计的本科课程（例如ECE 240和ECE 340）; （b）数字逻辑设计的本科课程（例如ECE 124）。 数字CMOS电路的更多高级课程（例如 ece 445），硬件体系结构（例如 ece 327）或模拟设计（例如ECE 444）是有价值的，但不是必需的。 课程讲师：Vincent Gaudet博士，P.Eng。 vcgaudet@uwaterloo.ca办公室：E5-5117分级•项目1 20％•项目2 30％•最终考试•最终考试50％材料•教师课程注释和其他可用的学习材料•SEDRA/SMITH/CHAN CARUSONE/GAUDET，SEDRA/CHAN CARUSONE/GAUDET，Microelectronic Circitits，第8版，牛津出版社，2020年。 •Rabaey/Chandrakasan/Nikolic，数字集成电路，第2版，Prentice-Hall，2003年。 •Weste/Harris，CMOS VLSI设计，第4版，Pearson Education，2011年。 讲座：星期五2：30-5：20 pm EIT 3151项目描述：两个项目，要单独完成，涉及算术和顺序电路的晶体管级设计，最多数百个晶体管，包括模拟，优化，布局，布局，布局和后层后验证组件。 项目的详细信息将在稍后提供。ECE 124）。数字CMOS电路的更多高级课程（例如ece 445），硬件体系结构（例如ece 327）或模拟设计（例如ECE 444）是有价值的，但不是必需的。课程讲师：Vincent Gaudet博士，P.Eng。vcgaudet@uwaterloo.ca办公室：E5-5117分级•项目1 20％•项目2 30％•最终考试•最终考试50％材料•教师课程注释和其他可用的学习材料•SEDRA/SMITH/CHAN CARUSONE/GAUDET，SEDRA/CHAN CARUSONE/GAUDET，Microelectronic Circitits，第8版，牛津出版社，2020年。•Rabaey/Chandrakasan/Nikolic，数字集成电路，第2版，Prentice-Hall，2003年。•Weste/Harris，CMOS VLSI设计，第4版，Pearson Education，2011年。讲座：星期五2：30-5：20 pm EIT 3151项目描述：两个项目，要单独完成，涉及算术和顺序电路的晶体管级设计，最多数百个晶体管，包括模拟，优化，布局，布局，布局和后层后验证组件。项目的详细信息将在稍后提供。
光子综合电路（图片）是否安全？一眼图片中的安全漏洞
硅光子学（SIPH）正在驱动几个应用领域，从而使高性能计算系统中的超快速芯片尺度通信到人工智能（AI）硬件加速器中的能效计算[1]。一个集成SIPH的系统需要采用光子和电子子系统之间的接口，这可能导致几乎没有探索的新的和不可避免的安全漏洞。已经提出了一些方法，以通过采用安全性增强技术[2]，[3]来解决光电系统中的潜在安全漏洞，或者通过提供专门的硬件块来创建加密种子[4]。但是，它们缺乏光电系统中的弹性和易于部署。本文提出了一个框架，以增强光电系统中的硬件安全性。我们的解决方案利用光刻过程的独特特征来从SIPH子系统中创建独特的加密密钥，而无需专用的SIPH块（即使用架构中的SIPH节点）。此外，我们提供了一个在线入侵检测系统（IDS）以进行攻击检测。在不同的攻击场景下获得的仿真结果，并靶向光电结构（例如，光子AI加速器）显示了100％检测到的测试用例。增强的节点调整提高了光学信号完整性。
CENG207 电路与电子学 3,00 0,00 2,00 4,00 5,00
功率传输、叠加、一阶 RC 和 RL 电路、二阶 RLC 电路、交流电路分析、运算放大器、二极管、晶体管、集成电路的应用和设计、MOSFET、数据转换
单层MOS2在图案化石墨烯上的大规模直接生长范德华超快光活性电路
摘要：二维（2D）范德华异质结合了单个2D材料的独特特性，导致超材料，非常适合新兴的电子，光电，光电和自旋形成现象。在利用这些特性用于未来的混合电路方面的一个重大挑战是它们的大规模实现并集成到石墨烯互连中。在这项工作中，我们证明了二硫化钼（MOS 2）晶体在图案化石墨烯通道上的直接生长。通过通过限制的空间化学蒸气沉积生长技术增强对蒸气转运的控制，我们实现了单层MOS 2晶体在单层石墨烯上的优先沉积。原子分辨率扫描透射电子显微镜揭示了杂结构的高结构完整性。通过深入的光谱表征，我们在石墨烯/MOS 2中揭示了电荷转移，MOS 2将p-型掺杂到石墨烯中，如我们的电气测量所证实。光电导率表征表明，可以在MOS 2层覆盖的石墨烯通道中局部创建光活性区域。时间分辨超快的超快瞬态吸收（TA）光谱揭示了在石墨烯/MOS 2异质结构中加速的电荷衰减动力学，对于以下带隙激发条件的上转换。我们的概念验证结果为范德华异质结构电路的直接增长铺平了道路，对超快光活性纳米电子和播客应用具有重要意义。关键字：石墨烯，TMD，现场效应晶体管，范德华异质结构，超快，光活动电路■简介
基于液体金属的高密度互连技术，用于可拉伸印刷电路
基于液体金属（LM）的可拉伸印刷电路板的高密度互连（HDI）技术对于扩大其适用性至关重要。HDI技术提供了高分辨率的多层电路，具有高密度的组件，这是下一代神经探针以及超声波和传感器阵列所必需的。这项研究提出了一种使用激光雕刻的微凹槽的HDI技术，并在硅酮中使用保护性升力 - 聚乙烯醇（PVA）和随后的显微镜LM粒子喷雾沉积。这种方法实现了高分辨率的LM模式，并同时实现了组件的多层连接性和高密度集成，即实现HDI技术。使用可伸缩的0201 LED显示器证明，密度为每毫米2的六个铅和一个耳蜗植入物（CI）电极阵列。所证明的CI制造有可能以提高精度和吞吐量的植入物的全自动印刷电路板制造。植入豚鼠中的植入物表明，CI能够使用高质量的电气听觉脑干反应（EABR）和电气复合动作电位（ECAP）激活听觉神经元。此外，LM互连的U形横截面比正常矩形横截面具有更高的电路机械冲击力。
计算量子电路量子脆弱性因子的系统方法
摘要 — 量子计算是近年来最有前途的技术进步之一。量子比特对噪声高度敏感，噪声会使输出变得毫无用处。最近有研究表明，超导量子比特极易受到外部故障源（如电离辐射）的影响。当超导量子比特大规模采用时，辐射引起的错误预计将成为量子比特可靠性的严峻挑战。我们提出了一种评估瞬态故障对超导芯片上量子电路执行的影响的方法。受广泛用于经典计算的架构和程序脆弱性因子的启发，我们提出了量子脆弱性因子 (QVF) 来衡量量子比特损坏对电路输出的影响。我们根据对真实机器和辐射实验的最新研究，对故障进行建模，并设计故障注入器。我们报告了在三种算法上发现的超过 388,000,000 次故障注入（考虑单故障和双故障），从而确定了最有可能影响输出的故障和量子比特。我们给出了如何在实际设备中映射量子比特以减少输出误差并降低辐射引起的损坏修改输出的概率的指南。最后，我们将模拟与物理量子计算机上的实验进行了比较。