数控技术发展趋势——智能化数控系统 1 国内外数控系统发展概况 随着计算机技术的高速发展,传统的制造业开始了根本性变革,各工业发达国家投入巨资,对现代制造技术进行研究开发,提出了全新的制造模式。在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前,数控技术正在发生根本性变革,由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上,数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上,CAD/CAM与数控系统集成为一体,机床联网,实现了中央集中控制的群控加工。 长期以来,我国的数控系统为传统的封闭式体系结构,CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定,加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节,整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下,加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数,无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整,更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量,因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见,传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构,限制了CNC向多变量智能化控制发展,已不适应日益复杂的制造过程,因此,对数控技术实行变革势在必行。 2 数控技术发展趋势 性能发展方向 (1)高速高精高效化 速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统,同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施,机床的高速高精高效化已大大提高。 (2)柔性化 包含两方面:数控系统本身的柔性,数控系统采用模块化设计,功能覆盖面大,可裁剪性强,便于满足不同用户的需求;群控系统的柔性,同一群控系统能依据不同生产流程的要求,使物料流和信息流自动进行动态调整,从而最大限度地发挥群控系统的效能。 (3)工艺复合性和多轴化 以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工,正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后,通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施,完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴,西门子880系统控制轴数可达24轴。 (4)实时智能化 早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境,其作用是如何调度任务,以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天,实时系统和人工智能相互结合,人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展,而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展,由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域,实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展:自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统,在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能,在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制,使数控系统的控制性能大大提高,从而达到最佳控制的目的。
北大本科生,刚刚凭借在芯片领域的贡献,斩获国际计算机学会(ACM)年度学生科研竞赛总决赛 第一名 (本科生组)!
还收获了来自《人民日报》的点赞。
这位少年名叫 郭资政 ,是北京大学图灵班大四学生,目前已直博本校集成电路学院。
而此次比赛的获奖,在他的科研/竞赛履历中并不是第一次。
此前,他已经作为北京大学超算队的一员,收获世界大学生超级计算竞赛ASC一等奖。
还在DAC、ICCAD、DATE等芯片设计自动化(EDA)领域国际顶会上发表了 8篇 一作论文。
△图源:北京大学
在官微底下,不少网友纷纷为其点赞祝贺。
一作身份发表8篇顶会论文
北大 图灵班 ,是北京大学专为培养计算机科学领域拔尖人才成立的班级,每届学生均是从几千名大一新生中优中选优。
作为图灵班的一员,郭资政在大二时便有机会进入各个课题组体验科研生活。
据北大官微报道,他与EDA之间的缘分就始于前沿计算中心举办的科研轮转活动。
当时大二的他,第一个即选择了集成电路学院林亦波研究员的课题组。刚好林亦波的研究方向是EDA以及EDA算法的GPU/FPGA加速。
EDA的重要性无需赘述,它也叫做芯片设计自动化,是我国“卡脖子”关键技术之一。
不少媒体评价,“谁掌握了EDA,谁就有了芯片领域的主导权。”
而郭资政的主要研究方向,是 EDA中的静态时序分析领域 。作为芯片设计的重要步骤,它是对数字电路的时序进行计算、预计的工作流程,流程中不需要进行仿真。
据他本人主页显示,本科2020年至2022年期间共发表了11论文,其中以一作身份发表8篇,均被EDA领域的国际顶级学术会议和期刊DAC、ICCAD、TCAD等接收。
这当中包括提出的使用GPU加速静态时序分析的算法,首次实现线性时空复杂度、效率提升一百倍的路径分析算法。
此番获奖的论文,叫做Heterogeneous Timing Estimation, Optimization, and Verification for VLSI Circuit Design Automation(用于VLSI电路设计自动化的异质定时估计、优化和验证),被收录于ICCAD 2021。
除此之外,他还将人工智能融入了进来。
比如,将 图神经网络和时序分析引擎 相结合,提出跨越芯片设计流程多个环节的建模技术。
还有像受深度神经网络启发提出了基于可微时序引擎的布局优化算法,据称还是学界首次。
经过优化的布局框架可以在 WNS 和TNS上分别实现最多和的改进,并且在 GPU 上运行时都实现了倍的加速。
基于这样的学术表现,他获得了北大最高荣誉 第十三届学生五四奖章 。
毕业之后,他将继续留在本校,在集成电路学院攻读博士学位。
谈及EDA方向的选择,郭资政表示,一方面是国之所需。响应国家的号召,解决国家发展需求的技术难题。
另一方面也是兴趣驱动,跟此前的竞赛经历不无关系。
事实上,在中学时代,郭资政就已经参与到信息学竞赛当中,也凭此获得北大降分录取资格。
而他当年的bzoj提交记录,是这样式儿的。
进入北大之后,他还和队友一起获得过2019年国际大学生程序设计竞赛ICPC区域赛冠军、世界大学生超算竞赛ASC一等奖、ACM SRC@ICCAD学生科研竞赛本科生组第一名,多次获得ICPC/CCPC大学生程序设计竞赛金奖等荣誉。
6位获奖者中5位为华人
值得一提的是,除郭资政以外,在今年SRC全球决赛的6人获奖名单中,还有4人亦为华人面孔。
包括:
另外,在郭资政去年拿到第一名(1st place)的SRC@ICCAD学生研究竞赛中,中国大学亦收获颇丰。
比如浙江大学的本科生Yu Qian,就凭借在内容寻址存储器方面的研究,拿到本科生组第三名。
而研究生组的第一名XiaoFan Zhang,本硕毕业于电子科技大学,目前在伊利诺伊大学香槟分校攻读博士。
研究生组的第三名Qi Sun,则来自香港中文大学,他本科毕业于西安电子科技大学。
可以说,这也是近年来中国大学、华人学生们在世界EDA竞赛中频频崭露头角的缩影。
去年,同样是在EDA领域国际顶会ICCAD的竞赛当中,华中科技大学一举夺魁,以#中国团队拿下EDA全球冠军#的话题冲上热搜,引发不少讨论。
而在2017-2019年期间,福州大学在该项赛事中实现 三连冠 。
ICCAD CAD算法竞赛举办以来产生的30个冠军中,则有 11个 花落香港中文大学。
需要承认的是,在EDA领域,中国仍然面临着“卡脖子”的困境。
但在学术练兵场上,后备力量的光芒亦正在愈发闪亮。
你觉得呢?
参考链接: [1] [2] [3] [4]
— 完 —
这有一系列的毕业论文qq310852504
将单片机设计过程进行详细说明,芯片、元器件摘有用的部分即可。
浅谈机电一体化中的接口技术 摘要:接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越 重要。文章以机电一体化控制系统(微电子系统)为例,将接口分为人机接口与机电接口两大类进行探讨。 关键词:机电一体化;接口技术;人机接口;机电接口 机电一体化系统可分为机械和微电子系统两大部分,各部分 连接须具备一定条件,这个联系条件通常称为接口。各分系统又 由各要素(子系统)组成。本文以机电一体化控制系统(微电子 系统)为例,将接口分为人机与机电接口两大类。 一、机电接口:由于机械系统与微电子系统在性质上有很大 差别,两者间的联系须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲,因 此机电接口起着非常重要的作用:(1)行电平转换和功率放大。一 般微机的I/O芯片都是TTL电平,而控制设备则不一定,因此必 须进行电平转换;另外,在大负载时还需要进行功率放大;(2)抗 干扰隔离。为防止干扰信号的串入,可以使用光电耦合器、脉冲 变压器或继电器等把微机系统和控制设备在电器上加以隔离;(3) 进行A/D或D/A转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量 时,必须在微机系统和被控对象之间设置A/D和D/A转换电路, 以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间的匹配。1、模拟 信号输入接口:在机电一体化系统中,反映被控对象运行状态信 号是传感器或变送器的输出信号,通常这些输出信号是模拟电压 或电流信号(如位置检测用的差动变压器、温度检测用的热偶电 阻、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等)计算机要对被控对 象进行控制,必须获得反映系统运行的状态信号,而计算机只能 接受数字信号,要达到获取信息的目的,就应将模拟电信号转换 为数字信号的接口——模拟信号输入接口。2、模拟信号输出接 口:在机电一体化系统中,控制生产过程执行器的信号通常是模 拟电压或电流信号,如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、 滑差电动机调速器等。而计算机只能输出数字信号,并通过运算 产生控制信号,达到控制生产过程的目的,应有将数字信号转换 成模拟电信号的接口——模拟信号输出接口。任务是把计算机输 出的数字信号转换为模拟电压或电流信号,以便驱动相应的执行 器,达到控制对象的目的。模拟信号输出接口一般由控制接口、数 字模拟信号转换器、多路模拟开关和功率放大器几部分构成。3、 开关信号通道接口:机电一体化系统的控制系统中,需要经常处 理一类最基本的输入/输出信号,即数字量(开关量)信号包括: 开关的闭合与断开;指示灯的亮与灭;继电器或接触器的吸合与 释放;电动机的启动与停止;阀门的打开与关闭等。这些信号的 共同特征是以二进制的逻辑“1”和“0”出现的。在机电一体化 控制系统中,对应二进制数码的每一位都可以代表生产过程中的 一个状态,此状态作为控制依据。(1)输入通道接口。开关信号 输入通道接口的任务是将来自控制过程的开关信号、逻辑电平信 号以及一些系统设置开关信号传送给计算机。这些信号实质是一 种电平各异的数字信号,所以开关信号输入通道又称为数字输入 通道(DI)。由于开关信号只有两种逻辑状态“ON”和“OFF”或 数字信号“1”和“0”,但是其电平一般与计算机的数字电平不相 同,与计算机连接的接口只需考虑逻辑电平的变换以及过程噪声 隔离等设计问题,它主要由输入缓冲器、电平隔离与转换电路和 地址译码电路等组成。(2)输出通道接口。开关信号输出通道的 作用是将计算机通过逻辑运算处理后的开关信号传递给开关执行 器(如继电器或报警指示器)。它实质是逻辑数字的输出通道,又 称为数字输出通道(DO)。DO通道接口设计主要考虑的是内部与 外部公共地隔离和驱动开关执行器的功率。开关量输出通道接口 主要由输出锁存器、驱动器和输出口地址译码电路等组成。 二、人机接口:人机接口是操作者与机电系统(主要是控制 微机)之间进行信息交换的接口。按照信息的传递方向,可以分 为输入与输出接口两大类。机电系统通过输出接口向操作者显示 系统的各种状态、运行参数及结果等信息;另一方面,操作者通 过输入接口向机电系统输入各种控制命令,干预系统的运行状态, 以实现所要求的功能。1、输入接口。(1)拨盘输入接口。拨盘是 机电一体化系统中常见的一种输入设备,若系统需要输入少量的 参数,如修正系数、控制目标等,采用拨盘较为方便,这种方式 具有保持性。拨盘的种类很多,作为人机接口使用最方便的是十 进制输入、BCD码输出的BCD码拨盘。BCD码拨盘可直接与控 制微机的并行口或扩展口相连,以BCD码形式输入信息。(2)键 盘输入接口。键盘是一组按键集合,向计算机提供被按键的代码。 常用的键盘有:1)编码键盘,自动提供被按键的编码(如ASCII 码或二进制码);2)非编码键盘,仅仅简单地提供按键的通或断 (“0”或“1”电位),而按键的扫描和识别,则由设计的键盘程序 来实现。前者使用方便,但结构复杂,成本高;后者电路简单,便 于设计。2、输出接口。在机电一体化系统中,发光二极管显示器 (LED)是典型的输出设备,由于LED显示器结构简单、体积小、 可靠性高、寿命长、价格便宜,因此使用广泛。常用的LED显示 器有7段发光二极管和点阵式LED显示器。7段LED显示器原理 很简单,是同名管脚上所加电平高低来控制发光二极管是否点亮 而显示不同字形的。点阵式LED显示器一般用来显示复杂符号、 字母及表格等,在大屏幕显示及智能化仪器中有广泛应用。 结语:接口技术是研究机电一体化系统中的接口问题,使系 统中信息和能量的传递和转换更加顺畅,使系统各部分有机地结 合在一起,形成完整的系统。接口技术是在机电一体化技术的基 础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重 要;同时接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展。从某种 意义上讲,机电一体化系统的设计,就是根据功能要求选择了各 部分后所进行的接口设计。接口的好与坏直接影响到机电一体化 系统的控制性能,以及系统运行的稳定性和可靠性,因此接口技 术是机电一体化系统的关键环节。 参考文献: [1]杨德麟等.例尺数字测图的理论方法与应用.大学出版社.2001 [2]李青岳.工程测量学.测绘出版社.2000 [3]张光东.数字化地形测量的实践.第一届全国交通工程测量学术讨论 会论文集.西安地图出版社
编码电子锁的设计与制作论文 随着社会物质财富的日益增长,安全防盗已成为社会问题。而锁自古以来就是把守门户的铁将军,人们对它要求甚高,既要安全可靠地防盗,又要使用方便,这也是制锁者长期以来研制的主题。目前国内,大部分人使用的还是传统的机械锁。然而,眼下假冒伪劣的机械锁泛滥成灾,互开率非常之高。所谓互开率,是各种锁具的一个技术质量标准,也就是1把钥匙能开几把锁的比率。经国家工商局、国家内贸局、中国消协等部门对锁具市场的调查,发现个别产品的互开率居然超标26倍。弹子锁质量好坏主要取决于弹子数量的多少以及弹子的大小,而弹子的多少和大小受一定条件的限制。此外,即使是一把质量过关的机械锁,通过急开锁,甚至可以在不损坏锁的前提下将锁打开,提供了发展的空间。 电子锁是第三代计算机防盗报警器的核心组成部分,用于识别用户身份的合法性。它有不少优点。例如保密性强,防盗性能好可以不需要钥匙,只要记住开锁的密码和方法,便可开锁,即方便又可避免因丢失钥匙带来的烦恼和损失。如果密码泄露,主人可以比较方便地设置新的开锁密码,不会造成损失,此外,编码电子锁将电子门铃和防盗报警与电子锁合为一体,实现了一物多用。由于以上诸多优点,编码电子锁能够广泛地应用于超市、住家、办公单位等许多场所。 1 系统方案选择 本次设计中分析了两种方案,一种是中规模集成电路控制的方案,另一种是单片机控制的方案。两中方案各有各的优缺点,通过以下两个方案的比较选择设计了其中一个方案。 1.1 中规模集成电路控制 方案一:采用集成电路控制。 编码电子锁电路分为编码电路、控制电路、复位电路、解码电路、防盗报警电路、门铃电路。电子锁主要由输入元件、电路(包括电源)以及锁体三部分组成,后者包括电磁线圈、锁拴、弹簧和锁柜等。当电磁线圈中有一定的电流通过时,磁力吸动锁栓,锁便打开。用发光二极管代表电磁线圈,当发光二极管为亮状态时,代表电子锁被打开。每来1个输入时钟,编码电路的相应状态就向前前进一步。在这个操作过程中,如果按照规定的代码顺序按动编码按键,编码电路的输出就跟随这个代码的信息。正确输入编码按键的数字,控制电路通过整形供给编码电路时钟。一直按规定的编码顺序操作完,则解码电路驱动开锁电路把锁打开。在操作过程中,如果没有按照规定代码顺序按下数字键或按动了其他键,控制电路将驱动防盗报警电路产生报警信号。方案二:采用一种是用以at89s51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的io端口,及其控制的准确性,不但能实现基本的密码锁功能,还能添加调电存储、声光提示甚至添加遥控控制功能。 电子密码的硬件以单片机AT89C51 为核心。AT89C51 是一种带4k 字节闪烁可编程、可擦除只读,存储器FPEROM(Falsh Programmable and ErasableRead Only Memory)的低电压、高性能CMOS 8 位微处理器。其外接12 个按钮组成的3×4 键盘,通过4511 和7406(或7407)等驱动电路与单片机相连,以实现密码等的显示功能;利用串行EαPROM 存储器AT93C46 实现密码有效的永久保存。电子密码锁由键盘输入的识别、4位LED的显示、密码的比较、修改、存储、AT93C46 的读取与写入、报警和开锁控制电平的输出。根据框图,结合硬件结构,可以将键盘输入的识别用来作为系统的监控程序(主程序),用显示程序来延时,不断查询键盘。如果有键按下,就得到相应的键值。结合当前系统所处的状态,调用不同的操作模块,实现相应的功能。而执行模块主要有数字输入模块、确定键模块、修改键模块及显示模块。 方案比较 设计本课题时构思了两种方案:方案一是用锁存器74LS74、74LS00、74LS20和555基集成块构成的数字逻辑电路控制;方案二是用以AT89C51为核心的单片机控制。考虑到编码电子锁制作成本低,设计要求少,易实现控制要求,而单片机方案原理的复杂,调试较为繁琐,本人对数字电路基础较熟悉,有利于研究该课题。所以采用了方案一。 因此对该课题的研究具有实际应用价值。 在指导老师、同学和实习单位同事的帮助下,我顺利地完成了毕业论文。使我从中掌握了查阅资料的方法和分析问题的能力。 毕业论文的顺利完成,离不开各位同学、同学和朋友的关心和帮助。在整个的毕业论文学写作中,各位老师、同学和朋友积极的帮助我和提供有利于论文写作及毕业设计的建议和意见,在他们的帮助下,论文得于不断的完善,最终帮助完成了整个毕业论文和设计。 感谢在大学期间所有传授我知识的老师,是你们的悉心教导使我有了良好的专业课知识,这也是论文得以完成的基础。
普通CA6140车床的经济型数控改造 机电一体化 包括外文,说明书,和电气图,装配图 字数:14549,页数:35 论文编号:JX090 概 论一、数控系统发展简史 1946年诞生了世界上第一台电子计算机,这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比,起了质的飞跃,为人类进入信息社会奠定了基础。6年后,即在1952年,计算机技术应用到了机床上,在美国诞生了第一台数控机床。从此,传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来,数控系统经历了两个阶段和六代的发展。二、国内数控机床状况分析(一)国内数控机床现状 近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升,在大中企业已有较多的使用,在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。在这些数控机床中,除少量机床以FMS模式集成使用外,大都处于单机运行状态,并且相当部分处于使用效率不高,管理方式落后的状态。 2001年,我国机床工业产值已进入世界第5名,机床消费额在世界排名上升到第3位,达亿美元,仅次于美国的亿美元,消费额比上一年增长25%。但由于国产数控机床不能满足市场的需求,使我国机床的进口额呈逐年上升态势,2001年进口机床跃升至世界第2位,达亿美元,比上年增长。近年来我国出口额增幅较大的数控机床有数控车床、数控磨床、数控特种加工机床、数控剪板机、数控成形折弯机、数控压铸机等,普通机床有钻床、锯床、插床、拉床、组合机床、液压压力机、木工机床等。出口的数控机床品种以中低档为主。(二)国内数控机床的特点 1、新产品开发有了很大突破,技术含量高的产品占据主导地位。 2、数控机床产量大幅度增长,数控化率显著提高。 2001年国内数控金切机床产量已达万台,比上年增长。金切机床行业产值数控化率从2000年的提高到2001年的。 3、数控机床发展的关键配套产品有了突破。 三、数控系统的发展趋势1. 继续向开放式、基于PC的第六代方向发展 目录 第一章 前言……………………………………………………………………1 概论……………………………………………………………………2 摘要……………………………………………………………………7 设计要求 总体方案设计要求………………………………………………8 设计参数…………………………………………………………9 .其它要求…………………………………………………………12 第三章 进给伺服系统机械部分设计与计算 进给系统机械结构改造设计……………………………………13 进给伺服系统机械部分的计算与选型…………………………13 第四章 步进电动机的计算与选型 步进电动机选用的基本原则……………………………………24 步进电动机的选择………………………………………………25 第五章 主轴交流伺服电机 主轴的变速范围…………………………………………………26 初选主轴电机的型号……………………………………………26 主轴电机的校核…………………………………………………26 第六章 微机控制系统硬件电路设计 控制系统的功能要求……………………………………………27 硬件电路的组成…………………………………………………27 设计说明…………………………………………………………27 第七章 车床改造的结构特点…………………………………………30 第八章 安装调整中应注意的问题……………………………………31 参考文献………………………………………………………………32 总结……………………………………………………………………33 以上回答来自:
通信技术论文范文篇二 浅析量子通信技术 【摘要】量子通信作为既新鲜又古老的话题,它具有严格的信息传输特性,目前已经取得突破性进展,被通信领域和官方机构广泛关注。本文结合量子,对量子通信技术以及发展进行了简单的探讨。 【关键词】量子;通信;技术;发展 对量子信息进行研究是将量子力学作为研究基础,根据量子并行、纠缠以及不可克隆特性,探索量子编码、计算、传输的可能性,以新途径、思路、概念打破原有的芯片极限。从本质来说:量子信息是在量子物理观念上引发的效应。它的优势完全来源于量子并行,量子纠缠中的相干叠加为量子通讯提供了依据,量子密码更多的取决于波包塌缩。理论上,量子通信能够实现通信过程,最初是通过光纤实现的,由于光纤会受到自身与地理条件限制,不能实现远距离通信,所以不利于全球化。到1993年,隐形传输方式被提出,通过创建脱离实物的量子通信,用量子态进行信息传输,这就是原则上不能破译的技术。但是,我们应该看到,受环境噪声影响,量子纠缠会随着传输距离的拉长效果变差。 一、量子通信技术 (一)量子通信定义 到目前为止,量子通信依然没有准确的定义。从物力角度来看,它可以被理解为物力权限下,通过量子效应进行性能较高的通信;从信息学来看,量子通信是在量子力学原理以及量子隐形传输中的特有属性,或者利用量子测量完成信息传输的过程。 从量子基本理论来看,量子态是质子、中子、原子等粒子的具体状态,可以代表粒子旋转、能量、磁场和物理特性,它包含量子测不准原理和量子纠缠,同时也是现代物理学的重点。量子纠缠是来源一致的一对微观粒子在量子力学中的纠缠关系,同时这也是通过量子进行密码传递的基础。Heisenberg测不准原理作为力学基本原理,是同一时刻用相同精度对量子动量以及位置的测量,但是只能精确测定其中的一样结果。 (二)量子通信原理 量子通信素来具有速度快、容量大、保密性好等特征,它的过程就是量子力学原理的展现。从最典型的通信系统来说具体包含:量子态、量子测量容器与通道,拥有量子效应的有:原子、电子、光子等,它们都可以作为量子通信的信号。在这过程中,由于光信号拥有一定的传输性,所以常说的量子通信都是量子光通信。分发单光子作为实施量子通信空间的依据,利用空间技术能够实现空间量子的全球化通信,并且克服空间链路造成的距离局限。 利用纠缠量子中的隐形量子传输技术作为未来量子通信的核心,它的工作原理是:利用量子力学,由两个光子构成纠缠光子,不管它们在宇宙中距离多远,都不能分割状态。如果只是单独测量一个光子情况,可能会得到完全随机的测量结果;如果利用海森堡的测不准原理进行测量,只要测量一个光子状态,纵使它已经发生变化,另一个光子也会出现类似的变化,也就是塌缩。根据这一研究成果,Alice利用随机比特,随机转换已有的量子传输状态,在多次传输中,接受者利用量子信道接收;在对每个光子进行测量时,同时也随机改变了自己的基,一旦两人的基一样,一对互补随机数也就产生。如果此时窃听者窃听,就会破坏纠缠光子对,Alice与Bob也就发觉,所以运用这种方式进行通信是安全的。 (三)量子密码技术 从Heisenberg测不准原理我们可以知道,窃听不可能得到有效信息,与此同时,窃听量子信号也将会留下痕迹,让通信方察觉。密码技术通过这一原理判别是否存在有人窃取密码信息,保障密码安全。而密钥分配的基本原理则来源于偏振,在任意时刻,光子的偏振方向都拥有一定的随机性,所以需要在纠缠光子间分设偏振片。如果光子偏振片与偏振方向夹角较小时,通过滤光器偏振的几率很大,反之偏小。尤其是夹角为90度时,概率为0;夹角为45度时,概率是,夹角是0度时,概率就是1;然后利用公开渠道告诉对方旋转方式,将检测到的光子标记为1,没有检测到的填写0,而双方都能记录的二进制数列就是密码。对于半路监听的情况,在设置偏振片的同时,偏振方向的改变,这样就会让接受者与发送者数列出现差距。 (四)量子通信的安全性 从典型的数字通信来说:对信息逐比特,并且完全加密保护,这才是实质上的安全通信。但是它不能完全保障信息安全,在长度有限的密文理论中,经不住穷举法影响。同时,伪随机码的周期性,在重复使用密钥时,理论上能够被解码,只是周期越长,解码破译难度就会越大。如果将长度有限的随机码视为密钥,长期使用虽然也会具有周期特征,但是不能确保安全性。 从传统的通信保密系统来看,使用的是线路加密与终端加密整合的方式对其保护。电话保密网,是在话音终端上利用信息通信进行加密保护,而工作密钥则是伪随机码。 二、量子通信应用与发展 和传统通信相比,量子通信具有很多优势,它具有良好的抗干扰能力,并且不需要传统信道,量子密码安全性很高,一般不能被破译,线路时延接近0,所以具有很快的传输速度。目前,量子通信已经引起很多军方和国家政府的关注。因为它能建立起无法破译的系统,所以一直是日本、欧盟、美国科研机构发展与研究的内容。 在城域通信分发与生成系统中,通过互联量子路由器,不仅能为任意量子密码机构成量子密码,还能为成对通信保密机利用,它既能用于逐比特加密,也能非实时应用。在严格的专网安全通信中,通过以量子分发系统和密钥为支撑,在城域范畴,任何两个用户都能实现逐比特密钥量子加密通信,最后形成安全性有保障的通信系统。在广域高的通信网络中,受传输信道中的长度限制,它不可能直接创建出广域的通信网络。如果分段利用量子密钥进行实时加密,就能形成安全级别较高的广域通信。它的缺点是,不能全程端与端的加密,加密节点信息需要落地,所以存在安全隐患。目前,随着空间光信道量子通信的成熟,在天基平台建立好后,就能实施范围覆盖,从而拓展量子信道传输。在这过程中,一旦量子中继与存储取得突破,就能进一步拉长量子信道的输送距离,并且运用到更宽的领域。例如:在�潜安全系统中,深海潜艇与岸基指挥一直是公认的世界难题,只有运用甚长波进行系统通信,才能实现几百米水下通信,如果只是使用传统的加密方式,很难保障安全性,而利用量子隐形和存储将成为开辟潜通的新途径。 三、结束语 量子技术的应用与发展,作为现代科学与物理学的进步标志之一,它对人类发展以及科学建设都具有重要作用。因此,在实际工作中,必须充分利用通信技术,整合国内外发展经验,从各方面推进量子通信技术发展。 参考文献 [1]徐启建,金鑫,徐晓帆等.量子通信技术发展现状及应用前景分析[J].中国电子科学研究院学报,2009,4(5):491-497. [2]徐兵杰,刘文林,毛钧庆等.量子通信技术发展现状及面临的问题研究[J].通信技术,2014(5):463-468. [3]刘阳,缪蔚,殷浩等.通信保密技术的革命――量子保密通信技术综述[J].中国电子科学研究院学报,2012, 7(5):459-465. 看了“通信技术论文范文”的人还看: 1. 大学通信技术论文范文 2. 通信技术毕业论文范文 3. 通信技术论文范文 4. 关于通信工程论文范文 5. 大学通信技术论文范文(2)
尽量少写,元器件的参数都是死的,写上就必重。把它的功能理解一遍,自己叙述。
芯片介绍和元件说明,基本都是一样的,不用想了,要过查重率,就多写一些自己的想法,看法,自己的分析,也可以去请教一下别人,相关知识的具体原理,然后用自己话表述出来,就可以了。慢慢来吧,我也是过来人...
北大本科生,刚刚凭借在芯片领域的贡献,斩获国际计算机学会(ACM)年度学生科研竞赛总决赛 第一名 (本科生组)!
还收获了来自《人民日报》的点赞。
这位少年名叫 郭资政 ,是北京大学图灵班大四学生,目前已直博本校集成电路学院。
而此次比赛的获奖,在他的科研/竞赛履历中并不是第一次。
此前,他已经作为北京大学超算队的一员,收获世界大学生超级计算竞赛ASC一等奖。
还在DAC、ICCAD、DATE等芯片设计自动化(EDA)领域国际顶会上发表了 8篇 一作论文。
△图源:北京大学
在官微底下,不少网友纷纷为其点赞祝贺。
一作身份发表8篇顶会论文
北大 图灵班 ,是北京大学专为培养计算机科学领域拔尖人才成立的班级,每届学生均是从几千名大一新生中优中选优。
作为图灵班的一员,郭资政在大二时便有机会进入各个课题组体验科研生活。
据北大官微报道,他与EDA之间的缘分就始于前沿计算中心举办的科研轮转活动。
当时大二的他,第一个即选择了集成电路学院林亦波研究员的课题组。刚好林亦波的研究方向是EDA以及EDA算法的GPU/FPGA加速。
EDA的重要性无需赘述,它也叫做芯片设计自动化,是我国“卡脖子”关键技术之一。
不少媒体评价,“谁掌握了EDA,谁就有了芯片领域的主导权。”
而郭资政的主要研究方向,是 EDA中的静态时序分析领域 。作为芯片设计的重要步骤,它是对数字电路的时序进行计算、预计的工作流程,流程中不需要进行仿真。
据他本人主页显示,本科2020年至2022年期间共发表了11论文,其中以一作身份发表8篇,均被EDA领域的国际顶级学术会议和期刊DAC、ICCAD、TCAD等接收。
这当中包括提出的使用GPU加速静态时序分析的算法,首次实现线性时空复杂度、效率提升一百倍的路径分析算法。
此番获奖的论文,叫做Heterogeneous Timing Estimation, Optimization, and Verification for VLSI Circuit Design Automation(用于VLSI电路设计自动化的异质定时估计、优化和验证),被收录于ICCAD 2021。
除此之外,他还将人工智能融入了进来。
比如,将 图神经网络和时序分析引擎 相结合,提出跨越芯片设计流程多个环节的建模技术。
还有像受深度神经网络启发提出了基于可微时序引擎的布局优化算法,据称还是学界首次。
经过优化的布局框架可以在 WNS 和TNS上分别实现最多和的改进,并且在 GPU 上运行时都实现了倍的加速。
基于这样的学术表现,他获得了北大最高荣誉 第十三届学生五四奖章 。
毕业之后,他将继续留在本校,在集成电路学院攻读博士学位。
谈及EDA方向的选择,郭资政表示,一方面是国之所需。响应国家的号召,解决国家发展需求的技术难题。
另一方面也是兴趣驱动,跟此前的竞赛经历不无关系。
事实上,在中学时代,郭资政就已经参与到信息学竞赛当中,也凭此获得北大降分录取资格。
而他当年的bzoj提交记录,是这样式儿的。
进入北大之后,他还和队友一起获得过2019年国际大学生程序设计竞赛ICPC区域赛冠军、世界大学生超算竞赛ASC一等奖、ACM SRC@ICCAD学生科研竞赛本科生组第一名,多次获得ICPC/CCPC大学生程序设计竞赛金奖等荣誉。
6位获奖者中5位为华人
值得一提的是,除郭资政以外,在今年SRC全球决赛的6人获奖名单中,还有4人亦为华人面孔。
包括:
另外,在郭资政去年拿到第一名(1st place)的SRC@ICCAD学生研究竞赛中,中国大学亦收获颇丰。
比如浙江大学的本科生Yu Qian,就凭借在内容寻址存储器方面的研究,拿到本科生组第三名。
而研究生组的第一名XiaoFan Zhang,本硕毕业于电子科技大学,目前在伊利诺伊大学香槟分校攻读博士。
研究生组的第三名Qi Sun,则来自香港中文大学,他本科毕业于西安电子科技大学。
可以说,这也是近年来中国大学、华人学生们在世界EDA竞赛中频频崭露头角的缩影。
去年,同样是在EDA领域国际顶会ICCAD的竞赛当中,华中科技大学一举夺魁,以#中国团队拿下EDA全球冠军#的话题冲上热搜,引发不少讨论。
而在2017-2019年期间,福州大学在该项赛事中实现 三连冠 。
ICCAD CAD算法竞赛举办以来产生的30个冠军中,则有 11个 花落香港中文大学。
需要承认的是,在EDA领域,中国仍然面临着“卡脖子”的困境。
但在学术练兵场上,后备力量的光芒亦正在愈发闪亮。
你觉得呢?
参考链接: [1] [2] [3] [4]
— 完 —
真的很可笑,相同的题目,设计说明肯定大同小异,又不是研究成果,哪有什么新东西,重复率很高是正常的
浅谈信息管理与知识管理摘要:通过信息管理、知识管理概念的比较分析,论述了知识管理与信息管理的区别与联系,阐述了知识管理在管理的对象、管理的方式和技术以及管理的目标上的拓展、改进和深化。最后得出结论:知识管理是信息管理适应知识经济时代发展的必然结果,知识管理是信息科学发展中新的增长点。关键词:信息管理;知识管理;比较研究l信息管理与知识管理的概念1.1信息管理的概念。‘信息管理’,这个术语自20世纪70年代在国外提出以来,使用频率越来越高。关于 魏 管理”的概念,国外也存在多种不同的解释。尽管学者们对信息管理的内涵、外延以及发展阶段都有着种种不同的说法,但人们公认的信息管理概念可以总结如下:信息管理是个人、组织和社会为了有效地开发和利用信息资源,以现代信息技术为手段,对信息资源实施计划、组织、指挥、控制和协调的社会活动。既概括了信息管理的三个要素:人员、技术、信息;又体现了信息管理的两个方面:信息资源和信息活动;反映了管理活动的基本特征:计划、控制、协调等。通过对国内外文献资料的广泛查阅,发现人们对信息管理的理解表现在以下五种不同含义:信息内容管理,信息媒体管理,计算机信息管理,管理信息系统,信息产业或行业的队伍管理。l.2知识管理的概念。关于知识管理的定义,在国内外众{5{纷纭。在国外,奎达斯认为,知识管程,以满足现在或将来出现的各种需要,确定和探索现有和获得的知识资产,开发新的机会。巴斯认为,知识管理是指为了增强组织的效绩而创造、获取和使用知识的过程。丹利尔�6�1奥利里认为,就唇降组织收到的各种来源的信息转化为知识,并将知识与人联系起来的过程。马斯认为,知识管理是—个系统的发现、选择、组织、过滤和表述信息的过程,目的是改善雇员对待特定问题的理解。美国德尔集团创始人之一卡尔�6�1费拉保罗认为,知识管理就是运用。是为企业实现显性知识和隐性知识共享提供的新途径。而如何识别、获取、开发、分解、储存、传递知识,从而使每个员工在最大限度地贡献出其积累的知识的同时,也能享用他人的知识,实现知识共享则是知识管理的目标。在国内,乌家培教授认为,知识管理是信息管理发展的新阶层,它同信息管理以往各阶段不一样,要求把信息与信息、信息与活动、信息与人连结起来,在人际交流的互动过程中,通过信息与知识(除显性知识外还包括隐性知识)的共享,运用群体的智能进行创新,以赢得竞争优势。他指出。对于知识管理的研究,最宽的理解认为,知识管理就是知识时代的管理,最窄的理解则认为,知识管理只是对知识资产(或智力资本)的管理。2信息管理与知识管理的联系信息管理是知识管理的基础,知识管理是信息管理在深度和广度上的进一步深化和发展。信息管理为知识管理提供了坚实的基础,因为共享信息是其关键因素之一,因而如果—个组织不能进行有效的信息管理就不可能成功地进行知识管理。首先,知识管理需要信息管理理论与技术的支撑。知识管理的杨 黾知识仓嘶,知识仓! 是一个连续不断的过程。在知识经济时代,知识已成为一种基本的生产资料,但知识的创新离不开信息,而知识不能简单地从所得数据进行归纳概括中产生,由知识与信息的互动性决定了信息资源演变成为知识资源的过程中,不可避免地需要运用信息管理理论与技术对信息资源进行感知、提取、识别、检索、规划、传递、开发、控制、处理、集成、存储和利用,通过学习过程与价值认知使信息转化为知识。信息管理理论和技术的发展为知识的采集与加工、交流与共享、应用与创新提供了得天独厚的环境和条件,为知识管理项目的实施奠定了坚实的基础。因此,知识管理与信息管理是相互依存的。其次,知识管理是对信息管理的扬弃。这主要表现在三个方面:一是传统的信息管理以提供一次、二次文献为主,而知识管理不再局限于利用片面的信息来满足用户的需求,而是对用户的需求系统分析,向用户提供全面、完善的解决方案,帮助用户选择有用的文献,提高知识的获取效率。二是传统的信息管理仅局限于对信息的管理,而忽视对人的管理。其实在信息获取的整个流中,人才是核心。知识管理认为对人的管理既可以提供广泛的知识来源,又可以建立良好的组织方式用以促进知识的传播,这适应了知识经济时代的要求。三是姗识管理通过对知识的管理。抛弃了信息管理中被动处理信息资源的工作模式,它与知识交流、共享、创新和应用的全过程融合,使知识管理成为知识创新的核心能力。第三,知识管理是信息管理的延伸与发展。如果说售息管理使数据转化为信息,并使信息为组织设定的目标服务,那么知识管理则使信息转化为知识,并用知识来提高特定组织的应变能力和创新能力。信息管理经历了文献管理、计算机管理、信息资源管理、竞争性情报管理,进而演进到知识管理。知识管理是信息管理发展的新阶段,它同信息管理以往各阶段不一样,要求把信息与信息、信息与活动、信息与人联结起来,在人际交流的互动过程中,通过信息与知识(除显性知识外还包括隐性知识)的共享,运用群体的智慧进行创新,以赢得竞争优势。3信息管理与知识管理的比较研究信息管理与知识管理的主要区别:3.1信息管理活动主要涉及到信息技术和信息资源两个要素,而知识管理除信息技术和信息资源之外,还要管理人力资源。知识管理的目标就是运用信息技术、整合信息资源和人力资源,促进组织内知识资源的快速流动和共享。有效的控制显性知识(信息资源)和隐性知识(人力资源)的互相转化,实现知识创新。3.2从管理对象看,信息管理着重显性知识(信息资源)的管理,而知识管理着重隐性知识(信息资源)的管理与开发。信息管理的工作重心是解决社会信息流的有序化、易检性和信息资源的整合问题。主要是通过对信息的收集、加工与处理,形成高度相关、比纳与检索和利用的信息资源。知识管理的工作重心是对信息进行分析、综合和概括,把信息提升为对用户决策有重大价值的知识资源,实现知识发现、知识创造和知识利用。信息管理强调信息的加工、保存和服务;知识管理则以知识的共享、创新和利用为核心。传统戏系管理比较偏重于信息、知识资源的收集、整理、分析、传递、利用,把显性知识看作管理的唯一对象,忽略了知识包断。知识管理把信息管理的平台,机械的方式变为动态的知识创新活动,从而把信息管理提高到—个更高的层次。4信息管理向知识管理的转化知识管理是信息管理过程中的产物,也就是说知识管理是信息管理发展的—个新阶段。概括地说,知识管理是随着人们对资源认识的不断深化和管理能力的不断提高而产生和发展起来的,是人力资源管理和知识资源管理的高级化合物,代表了信息管理的发展方向。从信息管理到知识管理,大致经历了三个阶段:2O世纪40年代及40年代以前,被称为文献信息的管理阶段,也被称为传统的手工方式的信息管理阶段;20世纪50年代至80年代初,由于信息总量的迅速增加,信息涌流的严峻形势使信息处理技术受到高度重视,信息系统和办公自动化系统被广泛应用,这是信息技术管理阶段;20世纪8O年代至90年代中期,以信息资源和信息活动的各种要素为管理对象的这—时期,被称为信息资源管理阶段。自1995年以来,在现代怠息技术与网络技术的作用下,进入了知识管理阶段,即信息管理的综合集成阶段,它标志着信息管理扩大到了知识管理的应用领域。从信息管理到知识管理的转化是管理理论与实践中“以人为本”的管理的进一步体现。人成为知识管理的对象,也是知识管理的目的。知识管理是信息管理适应经济时代发展的必然结果和趋势,是信息科学发展中新的增长点,是信息科学的实质、目标和任务的充分体现。实行知识管理,推进信息化建设,标志着人类社会开始进入全球经济—体化的知识文明时代。参考文献[1]何平.高洁.信息管理概论[M].北京:科学出版社,2007。4[2]郭阳.信息管理系统与知识管理系统之比较[J]情报杂志.2006,~2.
近几年单片机得到了飞速的发展,单片机最明显的优势就是可以嵌入到各种仪器、设备中。下面是我精心推荐的一些单片机技术论文题目,希望你能有所感触! 单片机技术论文题目 1. 智能压力传感器系统设计 2. 智能定时器 3. 液位控制系统设计 4. 液晶控制模块的制作 5. 嵌入式激光打标机运动控制卡软件系统设计 6. 嵌入式激光打标机运动控制卡硬件系统设计 7. 基于单片机控制的数字气压计的设计与实现 8. 基于MSC1211的温度智能温度传感器 9. 机器视觉系统 10. 防盗与恒温系统的设计与制作 11. 防盗报警器 12. AT89S52单片机实验系统的开发与应用 13. 在单片机系统中实现SCR(可控硅)过零控制 14. 微电阻测量系统 15. 基于单片机的电子式转速里程表的设计 16. 基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统 17. 公交车汉字显示系统 18. 基于单片机的智能火灾报警系统 19. WIN32环境下对PC机通用串行口通信的研究及实现 20. FIR数字滤波器的MATLAB设计与实现方法研究 21. 无刷直流电机数字控制系统的研究与设计 22. 直线电机方式的地铁模拟地铁系统制作 23. 稳压电源的设计与制作 24. 线性直流稳压电源的设计 25. 基于CPLD的步进电机控制器 26. 全自动汽车模型的设计制作 27. 单片机数字电压表的设计 28. 数字电压表的设计 29. 计算机比值控制系统研究与设计 30. 模拟量转换成为数字量的红外传输系统 31. 液位控制系统研究与设计 32. 基于89C2051 IC卡读/写器的设计 33. 基于单片机的居室安全报警系统设计 34. 模拟量转换成为数字量红外数据发射与接收系统 35. 有源功率因数校正及有源滤波技术的研究 36. 全自动立体停车场模拟系统的制作 37. 基于I2C总线气体检测系统的设计 38. 模拟量处理为数字量红外语音传输接收系统的设计 39. 精密VF转换器与MCS-51单片机的接口技术 40. 电话远程监控系统的研究与制作 41. 基于UCC3802的开关电源设计 42. 串级控制系统设计 43. 分立式生活环境表的研究与制作(多功能电子万年历) 44. 高效智能汽车调节器 45. 变速恒频风力发电控制系统的设计 46. 全自动汽车模型的制作 47. 信号源的设计与制作 48. 智能红外遥控暖风机设计 49. 基于单片控制的交流调速设计 50. 基于单片机的多点无线温度监控系统 51. 蔬菜公司恒温库微机监控系统 52. 数字触发提升机控制系统 53. 农业大棚温湿度自动检测 54. 无人监守点滴自动监控系统的设计 55. 积分式数字电压表设计 56. 智能豆浆机的设计 57. 采用单片机技术的脉冲频率测量设计 58. 基于DSP的FIR滤波器设计 59. 基于单片机实现汽车报警电路的设计 单片机技术论文 单片机应用技术探究 摘要:近几年单片机得到了飞速的发展,单片机最明显的优势就是可以嵌入到各种仪器、设备中。目前大量的嵌入式系统均采用单片机,本文分析了单片机的形成及发展过程以及当前的技术进展,同时分析了影响单片机系统可靠性的原因,并论述提高单片机可靠性的措施。 关键词:单片机;可靠性技术;发展趋势 中图分类号: C35 文献标识码: A 引言 单片机,亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出端口(I/0)等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。现在可以说单片机是百花齐放的时期,世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,从8位、16位到32位,数不胜数,应有尽有,它们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供广阔的天地。纵观单片机的发展过程,可以预示单片机的发展趋势 。 一 、单片机的应用场合 智能仪器仪表。单片机用于各种仪器仪表,一方面提高了仪器仪表的使用功能和精度,使仪器仪表智能化,同时还简化了仪器仪表的硬件结构,从而可以方便地完成仪器仪表产品的升级换代。如各种智能电气测量仪表、智能传感器等。 机电一体化产品。机电一体化产品是集机械技术、微电子技术、自动化技术和计算机技术于一体,具有智能化特征的各种机电产品。单片机在机电一体化产品的开发中可以发挥巨大的作用。典型产品如机器人、数控机床、自动包装机、点钞机、医疗设备、打印机、传真机、复印机等。 实时工业控制。单片机还可以用于各种物理量的采集与控制。电流、电压、温度、液位、流量等物理参数的采集和控制均可以利用单片机方便地实现。在这类系统中,利用单片机作为系统控制器,可以根据被控对象的不同特征采用不同的智能算法,实现期望的控制指标,从而提高生产效率和产品质量。典型应用如电机转速控制、温度控制、自动生产线等。 家用电器。家用电器是单片机的又一重要应用领域,前景十分广阔。如空调器、电冰箱、洗衣机、电饭煲、高档洗浴设备、高档玩具等。另外,在交通领域中,汽车、火车、飞机、航天器等均有单片机的广泛应用。如汽车自动驾驶系统、航天测控系统、黑匣子还有分布式系统的前端模块等等。 二、分析单片机可靠性限制原因及应对措施 目前,大量的嵌入式系统均采用了单片机,并且这样的应用正在更进一步扩展;但是多年以来人们一直为单片机系统的可靠性问题所困惑。在一些要求高可靠性的控制系统中,这往往成为限制其应用的主要原因。 1.单片机系统的失效分析 一个单片机系统的可靠性是其自身软硬件与其所处工作环境综合作用的结果,因此系统的可靠性也应从这两个方面去分析与设计。对于系统自身而言,能不能在保证系统各项功能实现的同时,对系统自身运行过程中出现的各种干扰信号及直接来自于系统外部的干扰信号进行有效的抑制,是决定系统可靠性的关键。有缺陷的系统往往只从逻辑上去保证系统功能的实现,而对于系统运行过程中可能出现的潜在的问题考虑欠缺,采取的措施不足,在干扰信号真正袭来的时候,系统就可能会陷入困境。 2. 提高可靠性的措施 减少引起系统不可靠或影响系统可靠的外界因素: 1) EFT (Electrical Fast Transient)技术。EFT技术是一种抗干扰技术,它是指在振荡电路的正弦信号受到外界干扰时,其波形上会迭加各种毛刺信号,如果使用施密特电路对其整形,则毛刺会成为触发信号干扰正常的时钟,在交替使用施密特电路和RC滤波电路时, 就可以消除这些毛否则令其作用失效,从而保证系统的时钟信号正常工作。 2) 低噪声布线技术及驱动技术。在传统的单片机中,电源及地线是在集成电路外壳的对称引脚上,一般是在左上、右下或右上、左下的两对对称点上。这样,就使电源噪声穿过整块芯片,对单片机的内部电路造成干扰。现在,很多单片机都把地和电源引脚安排在两条相邻的引脚上。这样,不仅降低了穿过整个芯片的电流,而且在印制电路板上容易布置去耦电容,从而降低系统的噪声。现在为了适应各种应用的需要,很多单片机采用"跳变沿软化技术",从而消除大电流瞬变时产生的噪声。 3) 采用低频时钟。高频外时钟是噪声源之一,不仅能对单片机应用系统产生干扰,而且还会对外界电路产生干扰,令电磁兼容性不能满足要求。对于要求可靠性较高的系统,低频外时钟有利于降低系统的噪声。在一些单片机中采用内部锁相环技术,则在外部时钟较低时,也能产生较高的内部总线速度,从而保证了速度又降低了噪声。 三、单片机的发展趋势 1单片机技术的发展前景及趋势 由于通用型IC的仿冒现象比较严重,因此定制化IC将是未来单片机发展的主要方向。此外,尽管16位、32位单片机市场有所增加,但8位在未来三五年内仍将占主流,只是成长幅度会趋缓。从应用角度讲,盛扬看好消费类电子和家电产品,尤其是中小型家电产品,它属于比较成熟的单片机应用领域;其次是高端领域的车用产品。目前,盛扬已针对汽车周边领域推出系列产品,主要用于汽车防盗、车载电子、信息娱乐、胎压监测、里程表的面板等。 单片机拥有良好的应用前景,但厂商之间的竞争愈演愈烈。因此,对本土企业而言,要想脱颖而出,质量一定要好,同时还要注重产品的环保和可靠性,因为家电和汽车等产品对安全性的要求越来越高;其次,充分发挥本土厂商在特定应用领域的性价比优势。不过,这种性价比必须建立在性能过关、可靠度过关的基础上。 制作工艺CMO化。更小的光刻工艺提高了集成度,从而使芯片更小、成本更低、工作电压更低、功耗更低。CPU的改进。同时,采用双CPU结构,增加数据总线的宽度,提高数据处理的速度和能力;采用流水线结构,提高处理和运算速度,以适应实时控制和处理的需要。增大存储容量,片内EPROM的E2PROM化,程序的保密化,提高并行口驱动能力,以减少外围驱动芯片,增加外围?I/O?口的逻辑功能和控制的灵活性。最后,以串行方式为主的外围扩展;外围电路的内装化;和互联网连接已是一种明显的走向,可靠性及应用水平越来越高。 2微型单片化 现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。 此外,现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。 3串行扩展技术 在很长一段时间里,通用型单片机通过三总线结构扩展外围器件成为单片机应用的主流结构。随着低价位OTP(One-Time Password)及各种特殊类型片内程序存储器的发展,加之处围接口不断进入片内,推动了单片机“单片”应用结构的发展。特别是I2C、SPI 等串行总线的引入,可以使单片机的引脚设计得更少,单片机系统结构更加简化及规范化。 4、结语 单片机改变了我们生活,纵观我们现在生活的各个领域,从导弹的导航装置,到飞机上各种仪表的控制,从计算机的网络通讯与数据传输,到工业自动化过程的实时控制和数据处理,以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等,这些都离不开单片机, 单片机有着广阔的应用前景。 参考文献 [1] 张志良; 单片机原理与控制技术; 北京,机械工业出版社,2008 [2] 李广第,朱月秀,王秀山.单片机基础.北京:北京航空航天大学出版社,2002. [3] 胡汉才.单片机原理及系统设计.北京:清华大学出版社,2002. 看了“单片机技术论文题目”的人还看: 1. 电子应用技术论文题目 2. 计算机应用专业毕业论文题目大全 3. 单片机开题报告范文 4. 毕业设计科技论文题目 5. 电子信息工程技术论文题目 6. 大专计算机毕业论文题目
电子信息工程专业毕业论文(设计)大纲课程编号:课内学时:16 周 学分数:一,毕业论文(设计)目的与要求1, 毕业论文(设计)目的:提高学生对工作认真负责、一丝不苟,对国家、集体无私奉献,对同事友爱团结、协作攻关,对事物能潜心考察,勇于开拓,勇于实践的基本素质。培养学生勇于探索,严谨推理,实事求是,有过必改,用实践来检验理论、全方位地考虑问题等科学技术人员应具有的素质。培养学生综合运用所学知识独立完成课题的工作能力。培养学生从文献,科学实验,生产实践和调查研究中获取知识的能力,提高学生从别人经验,从其他学科找到解决问题的新途径的悟性。培养学生根据条件变化而调整工作重点的应变能力。对学生的知识面,掌握知识的深度,运用理论去处理问题的能力,实验能力,外语水平计算机运用水平,书面及口头表达能力进行考核。为学生能否毕业,能否取得学士学位提供必要的依据。力争为社会作出贡献。2, 毕业论文(设计)要求通过毕业设计对学生进行综合运用所学知识去解决实际问题的训练,使学生的科学实验和工程实践技能的水平,独立工作能力有所提高。毕业论文(设计)应该在教学计划所规定的时限内完成既可以一个学生一个课题;也可以多名学生采取分工负责的办法,共同完成一个大的课题;还可以前后几届学生连续攻关,共同完成。毕业论文(设计)完成后,学生提交毕业论文,毕业论文必须符合有关规定的要求。为考核学生的外语水平及阅读外文资料的能力,按教育部的规定,学生需上交5000汉字的译文,并附交原文,译文内容应与课题紧密相关。二,毕业论文(设计)的安排毕业设计(论文)通常按照下列程序予以实施:取得课题;对课题进行剖析,明确其要求及预期成果,规划出步骤及工作程序;进行实验或工程实践;中间检查;用所学知识对结论予以分析及整理。完成文字材料后,请指导老师审阅;改稿、定稿和打印;评委阅读毕业设计(论文),写出书面意见;答辩。三,不同类型的毕业论文(设计)基本特点和要求1, 工程型:工程型毕业设计,具有硬件设计和软件设计两种类型。硬件课题的特点是以硬件实体来体现毕业设计的成果。例如,课题要求在PC计算机上做一块接口卡,这块卡就是毕业设计成果。该课题的主要工作有以下几个方面:选择核心电路的主要芯片;设计接口电路,并尽量选用芯片;考虑软件与硬件分工,设计总体电路;画印刷板电路图,并考虑相应结构;所谓软件设计是指利用成熟的技术和产品,完成工程技术要求的设计。这一类型的设计是根据设计任务书中的要求,对现场、有关的产品设备及仪表等进行调研之后,通过计算,落实到设备的选型配套、施工图纸的绘制及对施工要求、投资的说明上,最后写出设计报告。这类课题需要阅读大量资料,有时要进行实地勘查,现场测试,而后才能完成。此外,计算机软件开发、设计也属于工程型设计,例如在信息处理以及通信网中就有很多这种类型的毕业课题,数据库、数据管理及处理系统就是其中的主要内容。这些软件课题则以围绕要求实现的功能编写出若干程序,来体现设计成果的题目。2, 科研型:这种课题一般来自教师所承担的科研项目,把其中的一些子课题作为毕业设计课题让学生来做。这类课题有一定难度,要求比较高,往往是几个同学配合起来共同完成一个完整的项目,有时还需要几届毕业设计连续几年才能完成,这样就出现一个如何继承往届成果及前后几届同学如何配合的问题,但这种协调配合对同学将来的工作是大有好处的。完成这类课题需要有较好的理论基础和外语水平,以及较强的独立工作能力。3, 理论型:本专业的若干个方向都有理论工作可以做。如:信息论、信号理论与信号处理方向:有通信体制的比较,编译码的分析等。是偏重数学的课题,选这方面课题的学生要有较好的数学基础。如:电子电路与电路系统方向: 有网络综合问题,反射功放交调分析等。选这方面课题的学生对电路要有较好的理论基础。搞理论方面的课题时,一般先根据具体条件建立一个数学模型,推导出相应的表达式,利用计算机计算出结果并画出各种曲线,然后对结果和曲线加以分析,再提出结论性意见。四,成绩评定1, 成绩的等次及评定方法毕业论文(设计)的成绩分为优秀,良好,中等,及格和不及格五个等级。毕业论文(设计)的评定方法是指导教师,评阅教师和答辩委员会的三项成绩按照3:3:4的 原则加权计算求得。2,评分标准及原则(1)、指导老师用毕业论文(论文)成绩评审标准调查论证:能独立查阅文献和从事其他调研;能正确翻译外文资料;能提出并较好地论述课题的实施方案;有收集加工各种信息及获取新知识的能力。实验方案设计与实验技能:能正确设计实验方案,独立进行实验工作,如设备安装,调试和操作等。分析与解决问题的能力:能运用所学知识和技能去发现和解决实际问题;能正确处理实验数据;能对课题进行理论分析,能得出有价值得结论。工作量、工作态度:按期圆满完成规定的任务,工作量饱满,难度较大;工作努力,遵守纪律;工作作风严谨扎实。论文(设计)质量:综述简练完整,有简介;立论正确,论述充分,结论严谨合理;实验正确,分析,处理问题科学;文字通顺,技术用语准确,符号统一,编号齐全,书写工整规范。图表完整,整洁,正确;设计(论文)有应用价值。创新:工作中有创新意识;对前人工作有改进和突破,或有独特见解。(2)评阅人用毕业论文(设计)成绩评审标准翻译资料,综述材料:查阅文献有一定的广泛性;翻译外文资料的质量好;有综合归纳资料的能力和有自己的见解。文章质量:综述简练完整,有简介;立论正确,论述充分,结论严谨合理;实验正确,分析,处理问题科学;文字通顺,技术用语准确,符号统一,编号齐全,书写工整规范。图表完整,整洁,正确;设计(论文)有应用价值。工作量,难度:工作量饱满,难度较大创新:对前人工作有改进和突破,或有独特见解。(3)答辩委员会用毕业论文(设计)成绩评审标准报告内容:思路清晰;语言表达准确,概念清楚,论点正确;实验方法科学,分析归纳合理;结论严谨;论文(设计)有应用价值。创新:对前人工作有改进和突破,或有独特见解。答辩:回答问题有理论依据,基本概念清楚。主要问题回答准确,深入。报告时间:符合要求。(4)毕业设计(论文)评分标准分析、计算、论证:1、综合分析的正确、合理性;2.设计,计算的正确性;3.方案论证的充分性;结构,建模,实验:1、设计(论文)的正确合理性;2、数模建立的正确,合理性;3.实验方案的合理性和数据的可靠性;说明书的书写质量:1.条理清楚,文理通顺,用语符合技术规范;2.字迹工整,图表清楚;3、书写格式规范化。图纸质量:1、结构合理,工艺可行;2.图纸的绘制与技术要求符合国家标准;3.图面质量及制图的工作量符合要求。译文:1.翻译准确,通顺;2.文字流畅。创新:1.有重大改进或有独特见解;2、有一定应用价值。答辩:1、论述思路清晰、表达清楚;2.回答正确,深入,有逻辑性。
芯片介绍和元件说明,基本都是一样的,不用想了,要过查重率,就多写一些自己的想法,看法,自己的分析,也可以去请教一下别人,相关知识的具体原理,然后用自己话表述出来,就可以了。慢慢来吧,我也是过来人...
集成电路芯片封装技术浅谈 自从美国Intel公司1971年设计制造出4位微处a理器芯片以来,在20多年时间内,CPU从Intel4004、80286、80386、80486发展到Pentium和PentiumⅡ,数位从4位、8位、16位、32位发展到64位;主频从几兆到今天的400MHz以上,接近GHz;CPU芯片里集成的晶体管数由2000个跃升到500万个以上;半导体制造技术的规模由SSI、MSI、LSI、VLSI达到 ULSI。封装的输入/输出(I/O)引脚从几十根,逐渐增加到几百根,下世纪初可能达2千根。这一切真是一个翻天覆地的变化。 对于CPU,读者已经很熟悉了,286、386、486、Pentium、Pentium Ⅱ、Celeron、K6、K6-2 ……相信您可以如数家珍似地列出一长串。但谈到CPU和其他大规模集成电路的封装,知道的人未必很多。所谓封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳,它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁--芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接。因此,封装对CPU和其他LSI集成电路都起着重要的作用。新一代CPU的出现常常伴随着新的封装形式的使用。 芯片的封装技术已经历了好几代的变迁,从DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM,技术指标一代比一代先进,包括芯片面积与封装面积之比越来越接近于1,适用频率越来越高,耐温性能越来越好,引脚数增多,引脚间距减小,重量减小,可靠性提高,使用更加方便等等。 下面将对具体的封装形式作详细说明。 一、DIP封装 70年代流行的是双列直插封装,简称DIP(Dual In-line Package)。DIP封装结构具有以下特点: 1.适合PCB的穿孔安装; 2.比TO型封装(图1)易于对PCB布线; 3.操作方便。 DIP封装结构形式有:多层陶瓷双列直插式DIP,单层陶瓷双列直插式DIP,引线框架式DIP(含玻璃陶瓷封接式,塑料包封结构式,陶瓷低熔玻璃封装式),如图2所示。 衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装面积之比,这个比值越接近1越好。以采用40根I/O引脚塑料包封双列直插式封装(PDIP)的CPU为例,其芯片面积/封装面积=3×3/×50=1:86,离1相差很远。不难看出,这种封装尺寸远比芯片大,说明封装效率很低,占去了很多有效安装面积。 Intel公司这期间的CPU如8086、80286都采用PDIP封装。 二、芯片载体封装 80年代出现了芯片载体封装,其中有陶瓷无引线芯片载体LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier)、塑料有引线芯片载体PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)、小尺寸封装SOP(Small Outline Package)、塑料四边引出扁平封装PQFP(Plastic Quad Flat Package),封装结构形式如图3、图4和图5所示。 以焊区中心距,208根I/O引脚的QFP封装的CPU为例,外形尺寸28×28mm,芯片尺寸10×10mm,则芯片面积/封装面积=10×10/28×28=1:,由此可见QFP比DIP的封装尺寸大大减小。QFP的特点是: 1.适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线; 2.封装外形尺寸小,寄生参数减小,适合高频应用; 3.操作方便; 4.可靠性高。 在这期间,Intel公司的CPU,如Intel 80386就采用塑料四边引出扁平封装PQFP。 三、BGA封装 90年代随着集成技术的进步、设备的改进和深亚微米技术的使用,LSI、VLSI、ULSI相继出现,硅单芯片集成度不断提高,对集成电路封装要求更加严格,I/O引脚数急剧增加,功耗也随之增大。为满足发展的需要,在原有封装品种基础上,又增添了新的品种--球栅阵列封装,简称BGA(Ball Grid Array Package)。如图6所示。 BGA一出现便成为CPU、南北桥等VLSI芯片的高密度、高性能、多功能及高I/O引脚封装的最佳选择。其特点有: 引脚数虽然增多,但引脚间距远大于QFP,从而提高了组装成品率; 2.虽然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,简称C4焊接,从而可以改善它的电热性能: 3.厚度比QFP减少1/2以上,重量减轻3/4以上; 4.寄生参数减小,信号传输延迟小,使用频率大大提高; 5.组装可用共面焊接,可靠性高; 封装仍与QFP、PGA一样,占用基板面积过大; Intel公司对这种集成度很高(单芯片里达300万只以上晶体管),功耗很大的CPU芯片,如Pentium、Pentium Pro、Pentium Ⅱ采用陶瓷针栅阵列封装CPGA和陶瓷球栅阵列封装CBGA,并在外壳上安装微型排风扇散热,从而达到电路的稳定可靠工作。 四、面向未来的新的封装技术 BGA封装比QFP先进,更比PGA好,但它的芯片面积/封装面积的比值仍很低。 Tessera公司在BGA基础上做了改进,研制出另一种称为μBGA的封装技术,按焊区中心距,芯片面积/封装面积的比为1:4,比BGA前进了一大步。 1994年9月日本三菱电气研究出一种芯片面积/封装面积=1:的封装结构,其封装外形尺寸只比裸芯片大一点点。也就是说,单个IC芯片有多大,封装尺寸就有多大,从而诞生了一种新的封装形式,命名为芯片尺寸封装,简称CSP(Chip Size Package或Chip Scale Package)。CSP封装具有以下特点: 1.满足了LSI芯片引出脚不断增加的需要; 2.解决了IC裸芯片不能进行交流参数测试和老化筛选的问题; 3.封装面积缩小到BGA的1/4至1/10,延迟时间缩小到极短。 曾有人想,当单芯片一时还达不到多种芯片的集成度时,能否将高集成度、高性能、高可靠的CSP芯片(用LSI或IC)和专用集成电路芯片(ASIC)在高密度多层互联基板上用表面安装技术(SMT)组装成为多种多样电子组件、子系统或系统。由这种想法产生出多芯片组件MCM(Multi Chip Model)。它将对现代化的计算机、自动化、通讯业等领域产生重大影响。MCM的特点有: 1.封装延迟时间缩小,易于实现组件高速化; 2.缩小整机/组件封装尺寸和重量,一般体积减小1/4,重量减轻1/3; 3.可靠性大大提高。 随着LSI设计技术和工艺的进步及深亚微米技术和微细化缩小芯片尺寸等技术的使用,人们产生了将多个LSI芯片组装在一个精密多层布线的外壳内形成MCM产品的想法。进一步又产生另一种想法:把多种芯片的电路集成在一个大圆片上,从而又导致了封装由单个小芯片级转向硅圆片级(wafer level)封装的变革,由此引出系统级芯片SOC(System On Chip)和电脑级芯片PCOC(PC On Chip)。 随着CPU和其他ULSI电路的进步,集成电路的封装形式也将有相应的发展,而封装形式的进步又将反过来促成芯片技术向前发展。
答:芯片这个称呼给人狭义的感觉,以为只是处理器,其实称呼集成电路更靠谱,发明者正是2000年诺贝尔物理学奖获得者,美国工程师——杰克·基尔比。
没错!不是我们一贯认为的科学家,而是工程师,是大名鼎鼎的德州仪器的工程师,从事的正是集成电路的研究。 和半导体相关诺贝尔奖很多,但无疑集成电路的发明,是最耀眼的。
1947年,杰克·基尔比毕业于美国伊利诺斯大学,并在一家生产电器元件的公司上班,同时对电子技术方面产生了浓厚的兴趣。
杰克·基尔比一边工作,一边继续完成他的硕士学业。 待学业完成后,杰克·基尔比转职于德州仪器工作,在这里,他得以全身心地投入他的爱好,并产生天才的想法——把电子设备的所有元器件放在一块材料上制造,并相互连接形成电路。
这就是集成电路的最初想法。
杰克·基尔比一点没耽误,立马着手研究,当天就把整个构想勾勒出来,并选用硅作为材料。
当他把想法告诉他的主管后,受到了高度重视;1958年,杰克·基尔比便申请了此项专利,从此,电子技术进入集成电路时代。
而CPU,代表着集成电路设计和制造的巅峰之作,其高端芯片的核心技术,掌握在少数几个大公司手里。
四十二年后的2000年,七十七岁的杰克·基尔比,因发明集成电路被授予诺贝尔物理学奖,5年后,杰克·基尔比去世。
前阵子中兴公司被美国制裁,芯片成了热门关键词,什么是芯片?芯片是谁发明的?
简单来说,芯片指的是内含集成电路的硅片,比如酷睿的i9系列就是其中一种。最简单的单个电路是晶体管,可以执行0和1的逻辑运算,集成电路就是将许多具有简单运算能力的单个晶体管组合在一起形成的具有强大处理能力的中枢。
现在的晶体管已经在CPU中以纳米大小的量级存在,比如酷睿i5-3337U中就含有14亿个晶体管,那么小的芯片居然集成了那么多的处理单元,完全超乎你的想象。
芯片的发明者有两个人,一个美国 德州的仪器工程师 杰克·基尔比,另一位是美国物理学博士 罗伯特·诺伊斯,两人将电路中的基本原件都组合到半导体 硅片中,运算处理性能超群,可以大量生产成本低廉,因此是 共同研发改良了集成电路(芯片),但由于 罗伯特英年早逝,所以他没能跟 杰克基尔比 共享2000年的诺贝尔物理学奖。
芯片到底有多重要?为什么芯片那么难制造?
芯片的重要程度超乎大家的想象,军事领域中的导弹防御系统和导弹还有雷达中都运用到了芯片,芯片能够提高雷达扫描精度识别敌方战机,还能够提高导弹准心实现精准打击,这一切都是在小小的芯片中进行运算的,芯片可以关乎到一个国家的命脉。
芯片之所以难制造是因为它集成了人类科学和 科技 水平的精华,芯片要提高运算处理能力就需要集成更多的处理单元,现在一块芯片中基本都有10亿个以上纳米级的晶体管,人类用肉眼都无法直接看到, 美国贝尔实验室的物理学家最近研究出一粒沙的100万分之1大小的纳米晶体管, 工艺的精度可以说是匪夷所思。不仅如此,芯片对于材料纯度的要求也高到恐怖,大多数都是在以上,精度 越高的 芯片运算能力强因此也就会产生更多的热能,高纯度的硅材料可以避免材料因过热而膨胀导致芯片损坏。
芯片在光学和机械处理上也是非常恐怖的,目前已经发展到了6纳米的精度,芯片内部的线路导向明确无毛糙杂边,对于光学仪器和制造设备的要求非常高。可见制造芯片已经不仅仅是芯片本身那么简单了,制造芯片的设备也是技术上的门槛。再加上国外对于芯片重要性的超前的认识,每年都投入大量的资金研究,已经把芯片做到了极致。
这里的“芯片”说的不对,准确的说法应该是“集成电路”——而所谓的集成电路的意思就是把好多个简单的电路集成在一个很小的地方,从而让一块小小的芯片获得可怕的计算能力。
一,最简单的电路——晶体管。
有人可能实在不能理解晶体管是什么,其实很简单——利用半导体材料的一些性质把开关做的很小——这就是晶体管。而对于那些对计算机稍微了解一点儿的人也很容易知道,开关实际上就表示0和1,所以晶体管就是计算机的基础。
发明晶体管的人叫威廉·肖克利,这个人大概可以说是芯片业的祖师爷,于1956年因为发明了晶体管而获得诺贝尔物理奖。
我们经常看到的晶体管
二,把晶体管变小、集成到一起。
第一台晶体管计算机(800个晶体管)
但是光有晶体管还不行,因为晶体管的体积还是太大了,那么如何把晶体管的体积做小成为了科学家需要面对的主要问题。这个时候有两个科学家站了出来,提出了把晶体管缩小、变成集成电路的看法,这两个人就是杰克·基尔比和罗伯特·诺伊斯。
把无数个晶体管缩小的集成电路
其中杰克·基尔比是美国德州仪器的工程师,而罗伯特·诺伊斯则比较传奇,他曾经于晶体管之父威廉·肖克利创办的公司任职,但是因为不满于肖克利对公司的经营水平,最终与其他七个小伙伴跳槽、成立了大名鼎鼎的仙童半导体公司——而诺伊斯本人就是“八叛逆”中的其中一个。
三,集成电路中的那些破事儿。
杰克·基尔比和罗伯特·诺伊斯两个人和集成电路之间的事情真的是很有意思的。首先,杰克·基尔比这个人提出集成电路的概念更早一些,但是他首先提出的制造方案不是很现实;诺伊斯虽然提出集成电路的时间比较晚,但是因为路子对了,所以他获得集成电路专利的时间要更加早一些。
这还不算完,因为诺伊斯早在1990年就因为心脏病去世了,所以在2000年诺贝尔奖委员会决定给集成电路的发明者颁发诺贝尔物理奖的时候,只有更长寿的基尔比获得了这项无上的荣誉。
三位芯片发明者
所以,威廉·肖克利、杰克·基尔比和罗伯特·诺伊斯都可以算作是芯片的发明者,除了诺伊斯因为英年早逝没有获得诺贝尔奖之外,剩下的两人都曾经获得过诺贝尔奖。也算是 历史 上的趣话了。
在 历史 上有两个人分别获得了芯片的专利, 但只有一个人获得了诺贝尔奖 。获奖者是美国德州仪器的工程师,杰克·基尔比(Jack Kilby),他发明的芯片在1964年获得专利,这项成就让他在2000年获得诺奖,基尔比在2005年去世。由于基尔比获得了诺奖,因此他也就获得了 芯片之父 的名声。
这个嘛,到没有啥狗血故事,因为诺伊斯死得太早,在1990年就去世了,而诺奖的惯例是不会发给已经去世的科学家或者工程师。但是,罗伯特·诺伊斯的一生并不缺这个诺奖。因为他有另一个名誉头衔,那就是 硅谷之父或硅谷市长(the Mayor of Silicon Valley) 。 罗伯特·诺伊斯是英特尔的共同创始人之一。
1968年8月,罗伯特·诺伊斯与戈登·摩尔(Gordon Moore)和安迪·葛洛夫(Andrew Grove)辞职创业,他们一起开创了英特尔(Integrated Electronics)王朝,直到今天英特尔依然是芯片业霸主。并且,也是诺伊斯搞出了大办公室的新职场风格,没有墙壁只有隔间。1971年11月,英特尔第一款芯片:Intel 4004问世,也是人类 社会 第一款商业芯片问世。
图示:Intel4004的结构,它内有2,300个晶体管,制程10微米,每秒最快运算速度9万次,成本低于100美元。
这可是1971年的100美元,按购买力计算,相当于现在的600美元,而Intel最新CPU售价算,600美元能买到什么级别的CPU,我查了一下最贵的Intel Core i9-9900K @ ,制程14纳米(1微米=1000纳米,这意味着缩小了接近1000倍,因此也就能容纳更多晶体管),据说能超频到5G,并且拥有八个物理核心,也不到500美元,至于性能上则把Intel4004不知抛下了多远。这就是芯片技术恐怖的进步速度。
欢迎指正
另外AMD粉就别喷了
我也是用AMD的 (^_^)
杰克 基尔比—— 集成电路之父 ,(集成电路和芯片只是两种称呼而已,一回事,别去纠结)。
并且杰克 基尔比于 2000年获得诺贝尔物理学奖 ,奖励他对电子产业做出的巨大贡献和影响。虽然这距离他发明集成电路已经过去42年之久。
杰克 基尔比因为对电子技术非常感兴趣,所以大学时候选修了电子管方面的课程,不过比较悲催,在他毕业的后一年,晶体管问世了,这让他在大学学的电子管技术都白费了。
这一过就是十年,1958年,他在德州仪器公司参加工作,可能是轻松的工作制度,让他灵感突现:能否将电容、晶体管等等电子元件都安装到一块半导体上呢?这样整个电路体积将会大大缩减!说干就干,在 1958年9月12日,世界上第一块集成电路成功问世 。我们现在的电脑、手机等等电子产品都离不开集成电路。
从1958到2000年,因为集成电路的出现,电子行业得到了迅猛发展。杰克 基尔比获得诺贝尔奖,实至名归。
说是科学家但其实算不上是科学家,具体的来说应该是一位工程师!至于诺贝尔奖,则是迟到了整整四十二年才到 ,并且,在获得诺贝尔物理学奖仅仅五年后,这位改变了世界的科学家就去世了。
杰克·基尔比 ,出生于1923年11月8日,并于2005年6月20日逝世,在他的一生中对电子技术的研究占了绝大部分的时间,一边工作一边利用业余时间不断研究,为了方便研究,杰克·基尔比与妻子在取得硕士学位后搬去了德克萨斯州的达拉斯市,并且工作于一家仪器公司,只因为这家公司能够提供给他适宜的实验室和实验器具,并允许他进行自己的实验研究,从那以后,不论严寒或酷暑,杰克·基尔比总会独自一人坐在实验室进行研究, 在同行的怀疑下,他最终成功设计出一个全新的领域–世界上第一块集成电路。
不畏艰辛并且敢想敢做,这种精神在现在已经很少有人拥有了,德州仪器公司也就是大力支持 杰克·基尔比进行研究的公司曾经说过:
假若没有他,可能现在的手机或电脑还处于巨型状态,这个发明是现在我们所能见到的几乎所有的电子产品的必备部件之一,芯片,就相当于一个电子产品的心脏,是人类在 科技 路上发展过程中最重要的里程碑。
芯片(或者叫集成电路)的发明者一共有两位,他们分别来自半导体行业两家赫赫有名的公司:德州仪器(Texas Instruments)和仙童半导体(Fairchild Semiconductor)。
德州仪器是世界第三大半导体制造商,仅次于英特尔,三星;同时也是手机的第二大芯片供应商,仅次于高通;它还是世界范围内第一大数字信号处理器(DSP)和模拟半导体元件的制造商,成立于1951年。
1958年,在德州仪器新研究实验室工作的杰克·基尔比(Jack Kilby)发明了集成电路,并于1959年2月申请了第一个集成电路发明专利。
而另外一家成立于1957年的仙童半导体公司更是奠定了美国硅谷成长的基石,苹果前CEO乔布斯曾比喻说:“仙童半导体公司就象个成熟了的蒲公英,你一吹它,这种创业精神的种子就随风四处飘扬了。”
这家半导体行业的鼻祖,在德州仪器拔得头筹后仙开始奋起疾追。6个月后,仙童半导体公司的罗伯特·诺伊斯(Nobert Noyce)也独立地开发出了具有交互连接的集成电路,并在1959年7月30日向美国专利局申请了专利。
为争夺集成电路的发明权,两家公司开始旷日持久的争执。1966年,杰克·基尔比和罗伯特·诺伊斯同时被富兰克林学会授予巴兰丁奖章,基尔比被誉为「第一块集成电路的发明家」而诺依斯被誉为「提出了适合于工业生产的集成电路理论」的人。
1969年,法院最后的判决下达,从法律上承认了集成电路是一项同时的发明。
2000年,罗伯特·诺伊斯已经去世,按照诺贝尔奖只授予在世者的规定,77岁的杰克·基尔比获得诺贝尔物理学奖,这个奖距离他的发明已经42年。
曾经没有,后来有,首先你要了解一下诺贝尔奖的初衷就不难了解他有没有资格获得,
实事证明,集成电路给世界人类的 科技 进步提供了很大的便利与速度,所以他后来获得了诺贝尔奖
某些人可能并不真正了解晶体管是什么,但实际上非常简单-利用半导体材料的某些特性来减小开关的体积-它是晶体管。 对于那些熟悉计算机的人来说,很容易知道开关实际上代表0和1,因此晶体管是计算机的基础。
晶体管的发明者是威廉·肖克利(William Shockley)。 可以说这个人是芯片之父了。 1956年,他因晶体管的发明而获得了诺贝尔物理学奖。
FPGA芯片与集成电路
第一台晶体管计算机,光有晶体管还不行,因为晶体管的体积还是太大了,那么如何把晶体管的体积做小成为了科学家需要面对的主要问题。这个时候有两个科学家站了出来,提出了把晶体管缩小、变成集成电路的看法,这两个人就是杰克·基尔比和罗伯特·诺伊斯。
其中杰克·基尔比是美国德州仪器的工程师,而罗伯特·诺伊斯则比较传奇,他曾经于晶体管之父威廉·肖克利创办的公司任职,但是因为不满于肖克利对公司的经营水平,最终与其他七个小伙伴跳槽、成立了大名鼎鼎的仙童半导体公司——而诺伊斯本人就是“八叛逆”中的其中一个。
杰克·基尔早些提出集成电路的概念,但是他首先提出的制造方案不是很现实;诺伊斯虽然提出集成电路的时间比较晚,但是因为路子对了,所以他获得集成电路专利的时间要更加早一些。
这还没有结束,因为诺伊斯早在1990年就因为心脏病去世了,所以在2000年诺贝尔奖委员会决定给集成电路的发明者颁发诺贝尔物理奖的时候,只有更长寿的基尔比获得了这项无上的荣誉。
所以,威廉·肖克利、杰克·基尔比和罗伯特·诺伊斯都可以算作是芯片的发明者,除了诺伊斯因为英年早逝没有获得诺贝尔奖之外,剩下的两人都曾经获得过诺贝尔奖。
如果说原型开发的话,从1949年到1957年,很多人都在这方面有尝试和突破。维尔纳·雅各比(Werner Jacobi)、杰弗里·杜默(Jeffrey Dummer)、西德尼·达林顿(Sidney Darlington)、樽井康夫(Yasuo Tarui)都开发了原型。
但更接近现在芯片的现代集成电路是由杰克·基尔比在1958年发明的。其因此荣获2000年诺贝尔物理奖。
在基尔比之前,电晶体取代笨重不稳定的真空管,但随电路系统不断扩张,元件越来越大,却遇到新瓶颈。尤其生产一颗电晶体的成本高达十美元,怎么缩小元件体积,降低成本,变成应用上的大问题。
就拿世界上第一台通用计算机“ENIAC”来说,差不多诞生在基尔比发明集成电路十年前。
美国国防部用它来进行弹道计算。它是一个庞然大物,用了18000个电子管,占地170平方米,重达30吨,耗电功率约150千瓦,每秒钟可进行5000次运算,这在现在看来微不足道,但在当时却是破天荒的。
德州仪器的工程师基尔比对此非常上心,真空管电路带来了信息革命,但是并不是终极解决方案。
基尔比的新概念,是利用单独一片硅做出完整的电路,如此可把电路缩到极小。当时同业都怀疑这想法是否可行, “我为不少技术论坛带来 娱乐 效果,”基尔比在他所著“IC的诞生”一文中形容。
1958年9月12日,美国,德克萨斯州达拉斯市,德州仪器公司的实验室里,工程师杰克·基尔比成功地实现了把电子器件集成在一块半导体材料上的构想。
这一天,被视为集成电路的诞生日,而这枚小小的芯片,开创了电子技术 历史 的新纪元。
集成技术的应用,催生了更多方便快捷的电子产品,比如常见的手持电子计算器,就是基尔比继集成电路之后的一个新发明。直到今天,硅材料仍然是我们电子器件的主要材料。但是刚开始人们并没有认识到这种改变世界的价值
2000年,集成电路问世42年以后,人们终于了解到他和他的发明的价值,基尔比被授予了诺贝尔物理学奖。诺贝尔奖评审委员会曾经这样评价基尔比: “为现代信息技术奠定了基础”。
关于这个诺奖的授予还有点小插曲。1959年,仙童半导体公司的罗伯特·罗伊斯申请了更为复杂的硅集成电路,并马上投入了商业领域。但基尔比首先申请了专利,因此,罗伊斯被认为是集成电路的共同发明人。
罗伊斯于1990年去世,与诺贝尔奖擦肩而过。所以只有杰克·基尔比领奖。基尔比相当谦逊,他一生拥有六十多项专利,但在获奖发言中,他说: “我的工作可能引入了看待电路部件的一种新角度,并开创了一个新领域,自此以后的多数成果和我的工作并无直接联系。”
信息化时代的到来,使得计算机科学在人们的生活和工作中起着越来越重要的作用,并扮演者不可或缺的角色。下面是我为大家整理的计算机科学与技术专业毕业论文,供大家参考。
1计算机科学技术在教学中的应用
计算机网络教学与课堂授课有非常大的不同,在进行课堂授课时要受到很多因素的影响,比如说,教师的上课状态、学生的上课状态、书本知识的局限以及周围环境的影响等都会成为影响授课质量的原因。但计算机网络教学却是大大的不同,计算机网路教学中学生处于主动的一方,教师主要是处于引导的状态,让学生自发的去学习,建立学生自主学习的机制,在这样的情况下,不仅可以提高学生学习的积极性也可以提高教师的教学质量。而虚拟教学和远程教学是属于相互补充的两种教学形式,虚拟教学更是弥补了远程教育的不足,学生足不出户就可以进行各种各样的教学实验,从而获得和课堂学习不一样的学习体验,能够加深对学习内容的理解,从而获得更高的提升。此种教学方法,可以使学生的知识学习更加的形象化和具体化,使学生学习起来更加的直观和容易理解,另外,在进行有趣学习的同时也可以培养学生的创新能力和探索的欲望。
2计算机科学技术在教学中应用的影响
计算机科学技术在现代教学中的作用及影响无疑是非常巨大的,计算机技术的应用使得学生的学习不再局限于那小小书本之内,通过多媒体课件以及种种辅助教学,增加了非常多的课堂知识量。在增加学习知识量的同时并没有消耗更多的时间,恰恰相反,通过计算机的有效运用大大减少了教学时间,让学生在同样的时间内了解了更多的知识。现代的教学手段改变了以往沉闷乏味的教学形式,计算机的合理使用能够有效的吸引学生们的注意力,激发了学生学习的兴趣和积极性,让学生们主动去学习,去了解知识,从而让学习变成了一件非常有趣的事情,改变了以往的学习状态,形成了积极向上的学习风气。从大的方面来说,现在的世界俨然是一个信息化、数字化、网络化的新时代,在这样的时代背景下,计算机电子信息技术得到了广泛的发展,计算机已经进入到了家家户户,成为人们生活和工作的必需品,计算机为人们生活学习等诸多方面带来了很大的便利,打破了传统的区域界限的新知识,带人们走进了一个知识经济的新世界。而且,计算机还扮演着非常多的角色,除了教师、学生以外也可以是朋友、玩伴、工具等。人们可以在计算机当中获取非常多有用的东西,计算机在作为辅助工具时可以进行管理工作,学生可以在计算机上完成自己的作业,它也可以是老师,在自己有不明白的地方时为自己授业解惑。
3结语
计算机科学技术的广泛适用,改变了人们传统的教学方式以及学习形式。通过多种多样的应用形式,使得学生们的学习变得丰富多彩,上班族的工作变得轻松便捷。计算机科学技术将不同的教学呈现给大家,提高了学生的学习效率和学习积极性,提高了教师的教学水平和教学质量,让教学走到了时代的前端来适应现代教育的需求。而未来的教学仍然是个未知数,如何更好地发挥计算机技术在教学中的作用需要更多的有志之士去探索、去实践,也可以说这是现代教育专家和工作者们的主要任务。如何将计算机更好地融入到教学当中以及如何让计算机技术继续的发扬光大将不断激励着大家勇敢前进。
1计算机科学技术现状
计算机科学技术在生活中应用广泛
在这个信息化时代,计算机网络作为人们社会生活的重要部分,已经进入千家万户。人们不用出门就可以通过计算机了解国内外新闻、天气预报资讯、股市行情、世界地图、收发电子邮件、检索信息等;不用逛街就可以通过互联网中的购物网站买到喜欢的东西;通过计算机可以与相隔较远的朋友在线聊天、视频聊天等,加强人们之间的交流和沟通,促进友谊;人们可以通过计算机网络订购飞机票、火车票等,节省排队时间;教师可以通过计算机科学技术实现对学生的在线授课,更及时、更方便;动漫工作者可以使用计算机科学技术制作动漫;政府机关也可以通过计算机科学技术建立城市网站,及时了解市民反映的问题,通过计算机与各个行业的工作人员在线交流;很多企业使用计算机来处理大量数据和信息,代替传统的人工处理,提高工作效率。计算机科学技术潜移默化的影响着人们的生产、工作和学习。
计算机科学技术更加智能化和专业化
计算机科学技术的快速发展和广泛应用,推动了集成电路、微电子和半导体晶体管的发展,计算机科学技术更加智能化和专业化。计算机能根据使用对象的不同个体需要进行改装、更新,对于有更高需求的用户可以专门定做计算机,用户可以根据使用环境的不同选择台式计算机、笔记本计算机、掌上电脑和平板电脑等。计算机科学技术在其他特殊领域也能发挥自己的优势,如智能化家用电器和智能手机,家庭式网络分布系统代替了传统的单机操作系统,满足人们的生活需求。
计算机的微处理器和纳米技术
微处理器能提高计算机的使用性能,缩小传统处理器芯片中的晶体管线宽和尺寸。利用光刻技术,波长更短的曝光光源经过掩膜的曝光,将晶体管在硅片上制作的更精巧,将晶体管导线制作的更细小。计算机科学技术的快速发展使计算机运算速度更快,体积更微型,操作更智能,传统的电子元件不能适应计算机的发展。纳米技术是一种用分子射程物质和单个原子的毫微技术,可以研究~100纳米范围内的材料应用和性质。计算机科学技术中利用纳米技术,可以使计算机尺寸变小,解决运算速度和集成度的问题。
2计算机科学技术的未来发展
现如今,计算机科学技术的应用越来越广,人们对计算机科学技术的要求越来越高,促使数学家和计算机学家们不断研究计算机科学技术,使计算机科学技术在各个领域、各个行业发挥更大的作用,满足人们的不同需求。下面从DNA生物计算机、光计算机和量子计算机三方面来探究计算机科学技术的发展前景。
生物计算机DNA生物计算机用生物蛋白质芯片代替传统的半导体硅芯片。1994年,美国科学家阿德勒曼率先提出关于生物计算机的设想。在计算机运算数据时,将生物DNA碱基序列作为信息编码载体,运用分子生物学技术和控制酶,改变DNA碱基序列,从而反映信息,处理数据。这一设想增加了计算机操作方式,改变了传统的、单一的物理操作性质,拓宽了人们对计算机的了解视野。DNA生物计算机元件密度比大脑神经元的密度高100万倍,信息数据的传递速度也比人脑思维快100万倍,生物计算机的蛋白质芯片存储量是传统计算机的10亿倍。2001年,以色列科学家研制出世界上第一台DNA生物计算机,体积较小,仅有一滴水的体积。2013年,英国生物信息研究院的科学家们使用DNA碱基序列对文学家莎士比亚154首作品的音乐文件格式和相关照片进行编制,增加了储存密度,使储存密度达到克(1024TB=1PB),提高了人们对信息储存的认识,这一重大突破使生物计算机的设想有望成为现实。
光信号和光子计算机
光子计算机是一种由光子信号进行信息处理、信息存储、逻辑操作和数字运算的新型计算机。集成光路是光子计算机的基本构成部件,包括核镜、透镜和激光器。光子计算机和传统计算机相比较,有以下几点好处:
(1)光计算机的光子互联芯片集成密度更高。在高密度下,光子可以不受量子效应的影响,在自由空间将光子互联,就能提高芯片的集成密度。
(2)光子没有质量,不受介质干扰,可以在各种介质和真空中传播。
(3)光自身不带电荷,是一种电磁波,可以在自由空间中相互交叉传播,传播时各自不发生干扰。
(4)光子在导线中的传播速度更快,是电子传播速度的1000倍,光计算机的运算速度比传统计算机更快。20世纪50年代末,科学家提出光计算机的设想,即利用光速完成计算机运算和储存等工作。与芯片计算机相比较,光子计算机可以提高计算机运行速度。1896年,戴维•米勒首先研制出光开关,体型较小。1990年,贝尔实验室的光计算机工作计划正式开启。根据元器件的不同,光子计算机可以分为全光学型计算机和光电混合型计算机。全光学型计算机比光电混合型计算机运算速度快,还可以对手势、图形、语言等进行合成和识别。贝尔实验室已经成功研制出光电混合型计算机,采用的是混合型元器件。研发制作全光学型计算机的重要工作就是研制晶体管,这种晶体管与现存的光学“晶体管”不同,它能用一条光线控制另一条光线。现存的光学“晶体管”体积较大较笨拙,满足不了全光学型计算机的研发要求。
量子理论计算机
量子计算机将处于量子状态的原子作为计算机CPU和内存,处于量子状态的原子在同一时间内能处于不同位置,根据这一特性可以提高计算机处理信息的精确度,提高处理数据的运算速度,有利于数据储存。量子计算机处理信息时的基本数据单元是量子比特,取代了传统的“1”和“0”,具有极强的运算能力,运算速度比传统计算机快10亿倍。中国和美国的科学家们在实验室里成功实现了同时对多个量子比特进行操作,为制造量子计算机提供了可能。相信在科学技术的不断发展和世界各国的科学家们共同努力下,量子计算机会成为现实。
3结束语
第1个研究出来集成电路的人是杰克·基尔,然后他完成的时间是在1958年,而且当时只是研发出来了一个雏形。