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一种双三次插值实时超分辨率VLSI设计 被引量：3
1
作者 张思言 杜周南 +2 位作者 任一心 邓涛 唐曦 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期202-212,共11页
视频超分辨率技术具有广阔的应用前景,但基于深度学习方法的算法复杂度过高,难以实现实时计算.因此,近年来研究者们开始探索基于现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的超分辨率算法加速器,以利用FPGA的优势来提... 视频超分辨率技术具有广阔的应用前景,但基于深度学习方法的算法复杂度过高,难以实现实时计算.因此,近年来研究者们开始探索基于现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的超分辨率算法加速器,以利用FPGA的优势来提高算法的性能和能耗,实现实时的视频超分辨率.设计了一种基于FPGA的高效高速双三次线性插值超大规模集成电路(Very Large Scale Integration Circuit,VLSI)架构,可用于4倍实时视频超分辨率.该FPGA架构解决了实现双三次插值过程中所需的复杂内存访问模式的问题,并提出了一种基于乒乓操作的数据重排硬件设计,将算法输出的特定顺序数据重新以行为主进行排列,使得硬件能够直接或较为简单地对接HDMI等视频接口.此外,采用状态机、流水线等方式降低设计功耗和减少时序违例,使得整个硬件设计可以更高频率运行.本研究在Zynq-7020 FPGA上实现了硬件架构,能够实时将qHD(960×540)的视频超采样为UHD(3840×2160)高清视频.实验结果表明,该硬件设计只需缓存1行图像像素,延迟仅为9.6μs,帧率达到192.9 Hz,成功实现实时处理.游戏图像数据集的测试结果表明,该设计峰值信噪比最高可达35.67 dB,结构相似度达到96.3%. 展开更多
关键词 双三次插值 实时超分辨率 现场可编程逻辑门阵列 超大规模集成电路
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在VLSI制造中基于辅助图形的灰度光刻形成三维结构
2
作者 王雷 张雪 王辉 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第9期832-837,共6页
半导体器件从单一的二维尺度微缩转向更复杂的三维物理结构,而其传统的制造方法与以硅基逻辑或存储器为主的超大规模集成电路(VLSI)制造工艺的兼容性越来越差。灰度光刻是一种实现三维结构的可行技术方案,但因物理尺寸受限和大规模制造... 半导体器件从单一的二维尺度微缩转向更复杂的三维物理结构,而其传统的制造方法与以硅基逻辑或存储器为主的超大规模集成电路(VLSI)制造工艺的兼容性越来越差。灰度光刻是一种实现三维结构的可行技术方案,但因物理尺寸受限和大规模制造成本过高,无法被直接应用于超大规模集成电路制造。提出了一种基于辅助图形的灰度光刻技术,通过辅助图形而非传统灰度光刻调整光源或透过介质的方法来调整光强分布,并结合光刻胶筛选方法,实现了仅通过调整单一光刻工艺模块,就使现有超大规模集成电路制造工艺生产线可低成本地兼容三维结构器件制造。制作了三维结构的微电子机械系统(MEMS)运动传感器,从而验证了所提出工艺的可行性。 展开更多
关键词 超越摩尔定律 超大规模集成电路(Vlsi)制造 灰度光刻 辅助图形 微电子机械系统(MEMS) 分立器件
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求解VLSI电路划分问题的混合粒子群优化算法 被引量：24
3
作者 郭文忠 陈国龙 +1 位作者 XIONG Naixue 彭少君 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期833-842,共10页
电路划分是VLSI物理设计过程中的一个关键阶段.该问题本质上是一个NP困难的组合优化问题.针对该问题,提出了一种带FM策略的混合粒子群优化算法.引入遗传算法的两点交叉算子和随机两点交换变异算子,保证了粒子在位置更新后依然可行;为了... 电路划分是VLSI物理设计过程中的一个关键阶段.该问题本质上是一个NP困难的组合优化问题.针对该问题,提出了一种带FM策略的混合粒子群优化算法.引入遗传算法的两点交叉算子和随机两点交换变异算子,保证了粒子在位置更新后依然可行;为了提高算法的局部搜索能力,将具有较强局部搜索能力的FM策略融入算法的位置更新;设计了种群多样性变异策略,提高了种群多样性,避免了易陷入局部最优的缺陷.对ISCAS89标准测试电路的仿真实验结果表明,所构造的算法是有效的. 展开更多
关键词 电路划分 最小割 粒子群优化 超大规模集成电路
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开发LSI DAC新品的技术综述 被引量：15
4
作者 成立 李彦旭 +2 位作者 李春明 刘斌 汪洋 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第6期1-3,6,共4页
综述了应用集成运放构成大规模集成电路（ＬＳＩ）数－模转换器（ＤＡＣ）的一些关键性技术，并提出了改善ＤＡＣ性能－价格比的技术措施。
关键词 大规模集成电路 数-模转换器 性能-价格比
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基于3DES的跳频序列族构造方法的VLSI实现 被引量：1
5
作者 李赞 蔡觉平 +1 位作者 金力军 常义林 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期501-504,580,共5页
基于3DES的迭代型分组密码产生的跳频序列具有好的安全性、随机性、均匀性及频率间隔特性等性能指标,利用VHDL语言有限状态机的设计方法,自顶而下进行系统的模块划分,通过状态机的逐层嵌套和模块的相互调用,完成了基于3DES的跳频序列族... 基于3DES的迭代型分组密码产生的跳频序列具有好的安全性、随机性、均匀性及频率间隔特性等性能指标,利用VHDL语言有限状态机的设计方法,自顶而下进行系统的模块划分,通过状态机的逐层嵌套和模块的相互调用,完成了基于3DES的跳频序列族构造方法的VLSI实现.测试结果表明,使用ALTERAFLEX10K20开发的跳频加密芯片在1 5MHz～24MHz的时钟范围内,均能满足2000跳/秒的高速跳频要求,并且具有运算速度快、占用资源少、输入方式灵活等特点,开发出的芯片已应用于高速跳频通信系统中. 展开更多
关键词 分组密码 跳频序列 VHDL(VHSIC Hardware Description Language) Vlsi(Very large scale integrated circuits)
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MPEG-2运动补偿的VLSI设计 被引量：4
6
作者 惠新标 郑志航 叶楠 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第7期903-906,共4页
基于 MPEG-2解码中运动补偿的控制复杂、数据吞吐量大、实现较困难 ,提出了一种适合于 MPEG-2 MP@ML的运动补偿硬件实现方案 ,解决了时序分配、输入输出控制等较难处理的问题 .文中的方案已经采用 VHDL描述 ,并使用电子设计自动化 ( EDA... 基于 MPEG-2解码中运动补偿的控制复杂、数据吞吐量大、实现较困难 ,提出了一种适合于 MPEG-2 MP@ML的运动补偿硬件实现方案 ,解决了时序分配、输入输出控制等较难处理的问题 .文中的方案已经采用 VHDL描述 ,并使用电子设计自动化 ( EDA)工具进行了模拟和验证 .结果表明 ,方案满足 MPEG-2解码的要求 ,可用于 MPEG-2的 展开更多
关键词 运动补偿 MPEG-2 设计 运动图像压缩 Vlsi
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MPEG-2视频变长码解码VLSI设计 被引量：3
7
作者 惠新标 郑志航 叶楠 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第9期1111-1113,共3页
提出了一个ＭＰＥＧ２ 视频解码中变长码解码的ＶＬＳＩ设计．采用桶形移位缓冲器并行解变长码、分别进行变长码的长度计算和解码以及将码表分割成多个小码表等新的硬件设计，使得每个周期解一个变长码的码字，保证了ＭＰＥＧ２ Ｍ... 提出了一个ＭＰＥＧ２ 视频解码中变长码解码的ＶＬＳＩ设计．采用桶形移位缓冲器并行解变长码、分别进行变长码的长度计算和解码以及将码表分割成多个小码表等新的硬件设计，使得每个周期解一个变长码的码字，保证了ＭＰＥＧ２ ＭＰ＠ ＭＬ的实时解码，并为更复杂的应用提供了扩展的余地． 展开更多
关键词 MPEG-2 变长解码 视频解码 Vlsi 设计
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MPEG-2视频反量化和IDCT的VLSI设计 被引量：6
8
作者 惠新标 叶楠 郑志航 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期193-196,共4页
反量化（ＩＱ）和反离散余弦变换（ＩＤＣＴ）是ＭＰＥＧ－２ 中恢复帧内编码系数或差分系数的重要手段．设计了用于ＭＰＥＧ－２ ＭＰ＠ ＭＬ视频解码超大规模集成电路（ＶＬＳＩ）的ＩＱ 和ＩＤＣＴ电路结构，采用ＶＨＤＬ进行描述并... 反量化（ＩＱ）和反离散余弦变换（ＩＤＣＴ）是ＭＰＥＧ－２ 中恢复帧内编码系数或差分系数的重要手段．设计了用于ＭＰＥＧ－２ ＭＰ＠ ＭＬ视频解码超大规模集成电路（ＶＬＳＩ）的ＩＱ 和ＩＤＣＴ电路结构，采用ＶＨＤＬ进行描述并通过模拟得以验证．采用全硬件实现的方法，并针对性地提出了相应的硬件电路结构设计，减少了电路规模以适应ＭＰＥＧ－２ＭＰ＠ ＭＬ视频较大的数据量，达到了实时解码的目的． 展开更多
关键词 MPEG-2 反量化 视频信号 Vlsi IDCT 设计
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MPEG-4运动补偿的VLSI结构设计 被引量：2
9
作者 刘龙 韩崇昭 王占辉 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第11期117-124,共8页
针对MPEG-4解码中运动补偿控制复杂、数据吞吐量大、实现较困难,提出了一种适合MPEG-4的运动补偿硬件实现方案,解决了时序分配、输入输出控制等较难处理的问题。此方案已经在Xilinx ISE6.1i集成开发环境下,采用了VHDL进行描述,并使用了... 针对MPEG-4解码中运动补偿控制复杂、数据吞吐量大、实现较困难,提出了一种适合MPEG-4的运动补偿硬件实现方案,解决了时序分配、输入输出控制等较难处理的问题。此方案已经在Xilinx ISE6.1i集成开发环境下,采用了VHDL进行描述,并使用了电子设计自动化(EDA)工具进行了模拟和验证。仿真和综合结果表明, 设计的运动补偿处理器逻辑功能完全正确,而且可以满足MPEG-4 Core Profiles & Level2的实时编码要求,可用于MPEG-4的VLSI实现。 展开更多
关键词 超大规模集成电路 MPEG-4 运动补偿
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并行可配置的HEVC熵编码的VLSI结构 被引量：4
10
作者 路伟 余宁梅 +1 位作者 南江涵 王冬芳 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第3期121-124,144,共5页
提出了一种并行的可配置HEVC熵编码的VLSI结构。通过对HEVC参考软件算法分析,针对HEVC中CABAC编码采用高度并行的语法元素处理方式,设计了针对CABAC中语法元素并行处理的硬件结构。同时采用可配置的PE-Array结构,在提高了吞吐率和计算... 提出了一种并行的可配置HEVC熵编码的VLSI结构。通过对HEVC参考软件算法分析,针对HEVC中CABAC编码采用高度并行的语法元素处理方式,设计了针对CABAC中语法元素并行处理的硬件结构。同时采用可配置的PE-Array结构,在提高了吞吐率和计算效率的同时,平衡了VLSI设计中面积过大的问题。在SMIC 0.13μm工艺库下,进行了逻辑综合,系统总门数为16.2 K,片上存储为20.8 KB。在时钟频率300 MHz下,可处理3 840×2 160@30 frame/s的视频序列。 展开更多
关键词 基于上下文模型的二进制算术编码 高效视频编码技术 可配置 超大规模集成电路
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对角存储的JPEG2000二维小波正/反变换VLSI体系设计 被引量：1
11
作者 秦兴 严晓浪 杨崇鹏 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期85-88,共4页
为提高 JPEG2000 小波变换的数据吞吐能力,提出了一个新的基于用行列模式二维小波正/反变换 VLSI 体系。在此体系中,块存储器以对角存储的方式被划分为八块双口 SRAM,一维离散小波运算单元采用流水线技术设计。此体系可支持 JPEG2000 5... 为提高 JPEG2000 小波变换的数据吞吐能力,提出了一个新的基于用行列模式二维小波正/反变换 VLSI 体系。在此体系中,块存储器以对角存储的方式被划分为八块双口 SRAM,一维离散小波运算单元采用流水线技术设计。此体系可支持 JPEG2000 5/3 和 9/7 两种小波,并且可以节省熵编码所需的码块存储器。设计的一维离散小波运算单元,可以在一个周期内处理四个像素的数据。经测试,此设计工作在 20MHZ 频率下,外加数据缓存时,完成一张 512×512×8 比特的灰白图像“lenna”的三级小波分解需要 13.31ms,不加数据缓存,需要 16.6ms。 展开更多
关键词 对角存储 二维离散小波变换 /PEG2000 超大规模集成电路
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面向VLSI实现三角函数求解算法 被引量：3
12
作者 石晶林 韩月秋 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 1999年第6期714-716,共3页
目的　研究面向超大规模集成电路 ( VL SI)实现三角函数求解算法及其电路结构的实现 .方法　首先采用坐标旋转数字计算法推导求解三角函数的有效算法 ,然后利用小角度时的三角函数倍角公式推导有效的三角函数求解方法 .结果与结论　得... 目的　研究面向超大规模集成电路 ( VL SI)实现三角函数求解算法及其电路结构的实现 .方法　首先采用坐标旋转数字计算法推导求解三角函数的有效算法 ,然后利用小角度时的三角函数倍角公式推导有效的三角函数求解方法 .结果与结论　得到了电路结构形式简单 ,易于实现且能对任意角度的三角函数进行计算而不需查表的倍角计算法 ,同时也得到了改进的 CORDIC三角函数求解算法以及实现算法的 VL SI阵列结构 。 展开更多
关键词 三角函数 解 CORDIC算法 VLSD 电路结构
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VLSI平面布图规划中模拟退火算法的加速策略
13
作者 周晓方 王琳凯 +1 位作者 陈珊珊 赵长虹 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第33期64-66,69,共4页
布局是现代VLSI物理设计中十分关键的步骤,而模拟退火等智能算法在针对宏模块布局的平面布图规划问题中得到广泛应用。针对应用于VLSI平面布图规划的模拟退火算法进行了研究和分析,并针对布图本身特性在退火算法中采用了一种导向性的邻... 布局是现代VLSI物理设计中十分关键的步骤,而模拟退火等智能算法在针对宏模块布局的平面布图规划问题中得到广泛应用。针对应用于VLSI平面布图规划的模拟退火算法进行了研究和分析,并针对布图本身特性在退火算法中采用了一种导向性的邻域构造策略来加速算法的收敛,有效地提高了平面布图规划中模拟退火算法的搜索效率。 展开更多
关键词 超大规模集成电路(Vlsi) 布图规划 模拟退火 加速
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MPEG-4视频编码器纹理填充模块的VLSI结构设计
14
作者 洪泽宏 王占辉 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2006年第2期77-82,共6页
研究了MPEG-4纹理填充算法的特点,设计了纹理填充硬件实现的VLSI结构.在Xilinx ISE6.1i集成开发环境下,采用VHDL对该结构进行了描述,并使用了电子设计自动化(EDA)工具进行了模拟和验证.仿真和综合结果表明,所设计的VLSI处理器,逻辑功能... 研究了MPEG-4纹理填充算法的特点,设计了纹理填充硬件实现的VLSI结构.在Xilinx ISE6.1i集成开发环境下,采用VHDL对该结构进行了描述,并使用了电子设计自动化(EDA)工具进行了模拟和验证.仿真和综合结果表明,所设计的VLSI处理器,逻辑功能完全正确,而且可以满足MPEG-4 Core Profiles&Level2的实时编码要求,可用于MPEG-4的VLSI实现. 展开更多
关键词 超大规模集成电路 MPEG-4 纹理填充
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脉频调制神经网络VLSI的设计及应用
15
作者 吕琛 王桂增 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期174-178,共5页
本文提出了一种用于故障诊断识别的改进脉冲频率调制(PFM)VLSI神经网络电路,改进了传统的基于软件的机械故障诊断模式,发挥了神经网络超大规模集成电路(VLSI)的优势.利用单层感知器网络、场效应管电路实现了一种新的数字模拟混合突触乘... 本文提出了一种用于故障诊断识别的改进脉冲频率调制(PFM)VLSI神经网络电路,改进了传统的基于软件的机械故障诊断模式,发挥了神经网络超大规模集成电路(VLSI)的优势.利用单层感知器网络、场效应管电路实现了一种新的数字模拟混合突触乘法/加法器电路,而且该神经网络电路的突触权值不需要学习调整,降低了电路的复杂性.以此电路为基础,设计了进行主轴承噪声故障诊断的神经网络故障识别系统.将含有故障信息的原始噪声信号,经过前置信号处理分析、故障特征值提取和神经网络运算,得出VLSI电路输出端电容的电压——代表待识别信号与模板故障信号的“欧氏距离”,进而判断出故障的类别.经过仿真测试,基于硬件的诊断系统的识别性能接近于基于软件的系统. 展开更多
关键词 神经网络 故障诊断 超大规模集成电路 脉频调制
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应用于JPEG2000的高性能MQ编码器VLSI设计 被引量：4
16
作者 陈超伟 梁煜 +2 位作者 张为 包娜 刘艳艳 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期74-79,90,共7页
目前,MQ编码器由于自身严格串行的工作特点,成为限制JPEG2000编码性能提升的一个关键瓶颈.文中提出了一种适用于JPEG2000图像压缩算法的高性能MQ编码器.该MQ编码器通过采用Index值预测等优化方法实现编码时间的缩短以及存储需求的降低.... 目前,MQ编码器由于自身严格串行的工作特点,成为限制JPEG2000编码性能提升的一个关键瓶颈.文中提出了一种适用于JPEG2000图像压缩算法的高性能MQ编码器.该MQ编码器通过采用Index值预测等优化方法实现编码时间的缩短以及存储需求的降低.此外,文中还将提出的MQ编码器应用到Tier 1编码当中,并根据位平面编码器的输出特点,提出了一种接口设计来实现位平面编码器与MQ编码器的高效连接,从而实现单位时钟周期内Tier 1编码吞吐率最高3倍提升.经FPGA验证,文中提出的MQ编码器与目前的结构相比,在吞吐率方面可以取得至少10%的提升,存储需求也明显下降. 展开更多
关键词 JPEG2000 Ticr 1编码 MQ编码器 超大规模集成电路
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低I/O带宽高性能运动估计VLSI结构的设计 被引量：1
17
作者 陈希 卢结成 徐雷 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第29期75-77,81,共4页
在视频编码的运动估计运算中,全搜索结构最为主流,然而相应传统的全搜索1-D、2-D脉动结构或树形结构在计算的过程中,往往会出现I/O带宽大或计算效率低等问题。针对这些问题,提出一种新的数据流和相应的两维脉动阵列结构,利用相邻当前块... 在视频编码的运动估计运算中,全搜索结构最为主流,然而相应传统的全搜索1-D、2-D脉动结构或树形结构在计算的过程中,往往会出现I/O带宽大或计算效率低等问题。针对这些问题,提出一种新的数据流和相应的两维脉动阵列结构,利用相邻当前块搜索域的数据重合,在保证高性能的同时最大程度地减小I/O带宽。结果表明,提出的结构可以在256周期内完成一个宏块41个运动矢量计算,并且只有3个数据输入。 展开更多
关键词 视频编码 运动估计 超大规模集成电路(Vlsi) 绝对差和(SAD)重用
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一种适合VLSI实现的H.264整像素运动估计算法 被引量：1
18
作者 马涛 陈杰 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2009年第3期309-312,共4页
根据图像序列运动矢量的空间分布特性,针对H.264视频压缩提出了一种基于十字交叉和局部全搜索相结合的整像素运动估计快速算法。该算法首先在一维方向上对一个宏块中的所有子块同时进行运动搜索,只在最后的步骤选中的4个点的周围进行5&#... 根据图像序列运动矢量的空间分布特性,针对H.264视频压缩提出了一种基于十字交叉和局部全搜索相结合的整像素运动估计快速算法。该算法首先在一维方向上对一个宏块中的所有子块同时进行运动搜索,只在最后的步骤选中的4个点的周围进行5×5的局部全搜索,减少了搜索点数,降低了运算复杂度。同时由于该算法将各种模式的搜索集成在一个搜索过程,并且搜索中前后两点在空间上是相邻的,非常有利于VLSI实现。利用JM12.0平台对该算法进行了仿真。结果表明,对于CIF序列,该算法较全搜索算法在保证图像质量的前提下,节省了92%的搜索时间。 展开更多
关键词 运动估计 H.264 超大规模集成电路
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肤色及非肤色饱和度调整的加权处理方法及其VLSI实现
19
作者 陈孟儒 张宇弘 《机电工程》 CAS 2008年第10期71-73,76,共4页
饱和度增强的程度受制于其亮度,因而亮度可以作为饱和度自适应的因子。肤色若使用基于亮度的自适应色彩饱和度增强算法,则由于其饱和度增强效果过于明显而显得不自然。所以进一步识别肤色,需要对肤色采取另外的调整算法。为便于VLSI实现... 饱和度增强的程度受制于其亮度,因而亮度可以作为饱和度自适应的因子。肤色若使用基于亮度的自适应色彩饱和度增强算法,则由于其饱和度增强效果过于明显而显得不自然。所以进一步识别肤色,需要对肤色采取另外的调整算法。为便于VLSI实现,对基于亮度的自适应色彩饱和度增强算法及肤色调整算法进行了改进并加以整合,并采取了权重插值的方法来减弱肤色及非肤色区域分别采用各自的算法进行调整所带来的图像不连续问题。实验证明,采用该算法能取得更好的视觉效果,并易于VLSI实现。 展开更多
关键词 亮度 自适应饱和度增强 肤色调整 图像传感处理器 超大规模集成电路
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基于BIST矩阵扫描的一种VLSI故障诊断策略
20
作者 罗春桥 林争辉 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第12期1713-1716,共4页
针对规模大而复杂的 VLSI( Very Large Scale Integrated- Circuit)提出了一种新的基于BIST( Built- In Self- Test)的故障诊断策略 .它通过对触发器阵列扫描 ,可同时找出有故障的 CUT( Circuit Under Test)和测试码以及与之相应的响应 ... 针对规模大而复杂的 VLSI( Very Large Scale Integrated- Circuit)提出了一种新的基于BIST( Built- In Self- Test)的故障诊断策略 .它通过对触发器阵列扫描 ,可同时找出有故障的 CUT( Circuit Under Test)和测试码以及与之相应的响应 ,从而能应用传统的非 BIST设计故障诊断方法来定位故障门 .它克服了传统基于 BIST故障诊断方法中数据量大 ,或者由于使用经过压缩处理的数据而带来的不确定性等缺点 .电路结构简单可行 ,提供的相应算法也易于实现 . 展开更多
关键词 Vlsi 诊断策略 超大规模集成电路 内建自测试 故障诊断 触发器阵列 矩阵扫描
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