Search
Department of Microelectronic Systems
Publications
Filters
total: 703
Catalog Publications
Year 2010
-
Zespolony filtr BiCMOS pośredniej częstotliwości odbiornika Bluetooth
Publication -
Sprzętowo - programowa analiza obrazu otrzymanego z detektora obiektów ruchomych
PublicationW artykule przedstawiono budowę wewnętrzną oraz zasadę działania sprzętowo - programowego bloku realizującego analizę danych z obrazowego detektora ruchu. System zrealizowano za pomocą 2 identycznych procesorów 8-bitowych pracujących synchronicznie, jednego 32-bitowego procesora typu BA12 [4] oraz zestawu tablic pamięci. Algorytm analizy obrazu jest dwuetapowy. W pierwszym etapie następuje transformacja geometryczna umoŜliwiająca...
Year 2003
-
Zastosowanie układów FPGA w kryptografii.
PublicationW pracy przedstawiono podstawowe wymagania realizacji systemów kryptograficznych: fizyczne bezpieczeństwo, dużą przepustowość i możliwość zmiany algorytmów. Wykazano, że spośród przeanalizowanych technologii tylko układy programowalne spełniają wymienione założenia. W dalszej części opisano budowę układów FPGA, ich składowe bloki funkcjonalne oraz ogólny schemat działania algorytmów szyfrowania. Omówiono własności różnych trybów...
-
Zastosowanie hybrydowych systemów ekspertowych do wspomagania projektowania układów elektronicznych.
PublicationW pracy przedstawiono koncepcję i praktyczną realizację obiektowo zorientowanego hybrydowego systemu ekspertowego sterowanego regułami, współpracującego ze sztuczną siecią neuronową, systemem klasyfikatorów genetycznych i systemem z rozumowaniem sytuacyjnym. Jest to system hybrydowy i może być efektywnie wykorzystany do budowy złożonych systemów ekspertowych.
-
Wykorzystanie języka VHDL do modelowania układów pracujących w logice wielowartościowej i arytmetyce resztkowej
PublicationW pracy przedstawiono bibliotekę zbudowaną w oparciu o język VHDL, przeznaczoną do symulacji elementów pracujących w logice wielowartościowej i w arytmetyce resztowej. Zaprezentowano również bramki prądowe - nowe elementy logiczne cechujące się znacznie mniejszym poziomem szumu cyfrowego. Pokazano przykłady sumatorów działających w logice wielowartościowej z podstawą N, lub w arytmetyce resztowej modulo N. Wyróżniającą cechą sumatorów...
-
Wpływ sprzężenia podłożowego na jakość pracy układów scalonych CMOS.
PublicationPraca dotyczy badania efektów sprzężenia podłożowego w układach scalonych CMOS. W oparciu o wyniki symulacji dwóch układów scalonych uzasadniono konieczność uwzględnienia modelu sprzężenia przez podłoże w procesie projektowym oraz konieczność i sposób przeprojektowania układów w celu zapewnienia ich poprawnej pracy.
-
Właściwości dynamiczne filtrów Gm-C zmiennych stanu trybu napięciowego i prądowego
PublicationW pracy przedstawiono analizę zakresu dynamicznego dla filtrów Gm-C zmiennych stanu realizowanych w strukturach napięciowych i prądowych. W analizie wykorzystano ogólny model filtrów Gm-C oraz jego opis algebraiczny. W przypadku filtrów napięciowych opierano się na wcześniejszych wynikach otrzymanych przez Groenewoldła. W przypadku struktur prądowych wzięto pod uwagę zależność transkonduktancji elementów aktywnych od częstotliwości....
-
Tranzystory organiczne
PublicationW artykule przedstawiono budowę, zasady działania i niektóre podstawowe charakterystyki organicznych tranzystorów polowych w oparciu o przegląd najnowszych publikacji naukowych dotyczących tematu. Omówiono tranzystory cienkowarstwowe TFT i typu SIT wykonane uproszczoną technologią z elastycznych i częściowo uporządkowanych materiałów organicznych. Zwrócono uwagę na koncepcję tranzystora molekularnego.
-
Tolerance Analysis of Continuous Time Gm-C Filters.
PublicationW pracy opisano metodę analizy tolerancji dla filtrów Gm-C dowolnego typu i rzędu. Opracowano odpowiednie formuły analityczne korzystając z ogólnego modelu filtrów tej klasy oraz zunifikowanego opisu macierzowego. W końcowej części pracy przedstawiono wybrane przykłady zastosowań proponowanej procedury z włączeniem analizy metody najgorszego przypadku dla filtrów Gm-C wysokiego rzędu.
-
Sprawność konwersji modułu fotowoltaicznego i straty energetyczne
PublicationW pracy przedstawiono zagadnienia wpływu warunków eksploatacji ogniw fotowoltaicznych na sprawność konwersji i związane z tym procesem straty energetyczne. Omówiono metodę wyznaczania punktu maksymalnej mocy w zmieniających się warunkach nasłonecznienia i temperatury. Poruszono perspektywy rozwoju technologii produkcji i zastosowania ogniw PV na świecie w najbliższych latach, w szczególności możliwości zwiększenia sprawności konwersji...
Year 2002
-
Zastosowanie rekurencyjnych algorytmów splotowych do symulacji układów impulsowego przetwarzania mocy
PublicationW pracy omówiono problemy związane z symulacją w dziedzinie czasu układów impulsowego przetwarzania mocy. Zaproponowano nową metodę opartą na rekurencyjnych półanaitycznych algorytmach splotowych. Przedstawiono właściwości tych algorytmów oraz przykłady symulacji prostych układów mocy. Algorytmy splotowe charakteryzują się bezwzględną stabilnością, dużą dokładnością oraz małą złożonością numeryczną. Z tych powodów proponowana metoda...
-
Zakłócenia sprzężenia podłożowego w układach scalonych CMOS
PublicationTemat artykułu stanowią zagadnienia modelowania sprzężenia podłożowego w układach scalonych CMOS. Zaprezentowana została metoda modelowania podłoża oparta na funkcji Green´a, która pozwala projektantom wygenerować model podłoża na podstawie danych geometrycznych projektu topografii oraz danych technologicznych procesu. Na podstawie symulacji komputerowej dwóch mieszanych układów scalonych (oscylator pierścieniowy i "analogowy"...
-
Thermally affected parameters of the current-voltage characteristics of silicon photocell
PublicationW pracy wykazano: zależność wzrostu prądu zwarcia wskutek absorpcji dodatkowych fotonów ze wzrostem temperatury, spadek napięcia wbudowanego złącza p-n wraz ze wzrostem temperatury, wpływ temperatury na zmianę napięcia otwartego obwodu. Dodatkowo wyznaczone odpowiednie współczynniki temperaturowe porównano z wartościami wynikającymi z rozważań teoretycznych. Badano parametry elektryczne następujących elementów wykonanych z amorficznego...
-
Sensitivity performance of all pole canonical low pass GmC filters.
PublicationW pracy badano własności częstotliwościowe kanonicznych filtrów dolnoprzepustowych GmC bez zer transmisyjnych. Przedstawiono ogólną strukturę kanonicznego filtru dolnoprzepustowego i jej opis macierzowy. Wyprowadzono ogólne wzory określające funkcje wrażliwościowe filtru. Dokonano porównania struktur do 10-go rzędu włącznie dla aproksymacji Butterwortha, Czebyshewa i Bessela.
Year 2007
-
Zastosowanie metody podziału i ograniczeń w wielokryterialnym problemie podziału hw/sw do implementacji algorytmów kryptograficznych
PublicationW niniejszej pracy przedstawiono zastosowanie metody podziału i ograniczeń B&B (ang. Branch and Bound) do problemu podziału funkcjonalności między sprzęt i oprogramowanie. Metoda B&B daje rozwiązanie optymalne, ma jednak wykładniczą złożoność obliczeniową. Przyspieszenie uzyskiwane jest na drodze eliminacji nierokujących gałęzi w przestrzeni poszukiwań, a jej kluczowym elementem jest definicja funkcji ograniczenia dolnego. W niniejszej...
-
Zastosowanie kompresji wartości chwilowej w analogowym przetwarzaniu sygnałów
PublicationKompresja wartości chwilowej sygnału jest metodą alternatywną w stosunku do klasycznej kompresji obwiedni. W referacie omówiono podstawowe zagadnienia związane z projektowaniem i realizacją w technologii CMOS filtrów analogowych z kompresją wartości chwilowej typu pierwiastek kwadratowy. Przedstawiono również wyniki pomiarów wykonanego w technologii CMOS 0.35mm scalonego filtru 6 go rzędu z kompresją typu pierwiastek kwadratowy.
-
Zastosowanie algorytmu ewolucyjnego do trenowania jednokierunkowych płaskich sztucznych sieci neuronowych
PublicationW artykule przedstawiono zastosowanie algorytmu ewolucyjnego do trenowania jednokierunkowych, płaskich, sztucznych sieci neuronowych. Przy użyciu proponowanej metody wytrenowano trzy sieci neuronowe do klasyfikacji problemu parity-3, parity-4 oraz parity-5. Otrzymane wyniki porównano z wynikami uzyskanymi przy użyciu metody wstecznej propagacji błędu ze wględu na liczbę iteracji potrzebną do wytrenowania danej sieci oraz ze względu...
-
Wydobywanie informacji diagnostycznej w obrazowaniu mózgu techniką MRI przy wykorzystaniu identyfikacji parametrycznej
PublicationDane MRI wykorzystano w pracy do oceny perfuzji tkanek mózgowych. Obrazowanie perfuzji z wykorzystaniem pomiarów MRI jest szeroko stosowane w praktyce klinicznej do diagnozowania guzów, demencji, choroby Alzheimera i innych. W modelowania danych MRI wykorzystano parametryczny model trzykompartmentowy. Parametry modelu estymowane są na podstawie danych eksperymentalnych: sygnału mierzonego w tętnicy mózgowej oraz sygnału mierzonego...
-
Właściwości sterowników przetwornic dc-dc opartych na algorytmach splotowych
PublicationW pracy przedstawiono wybrane problemy projektowania cyfrowych sterowników przetwornic impulsowych. Szczególny nacisk położono na syntezę umożliwiającą implementację sprzętową kontrolerów w oparciu o tanie technologie CMOS charakteryzujące się znacznymi ograniczeniami na szybkość działania bloków funkcjonalnych. Zaprezentowano symulacje porównawcze właściwości klasycznych korektorów cyfrowych uzyskanych na podstawie prototypu analogowego...
-
Supply current spectrum estimation of digital cores at early design
PublicationPrzedstawiono nową aproksymacyjną metodę obliczania widma prądu zasilania układów cyfrowych. Metoda oparta jest na charakterystyce impulsów prądowych w kategoriach ich czasu narastania, opadania i długości impulsu. Górną granicę widma (obwiednię) można obliczyć posługując się gęstością prawdopodobieństwa zmian stanu sygnałów w węzłach układu cyfrowego. W odróżnieniu od znanych metod, metoda proponowana wykorzystuje ograniczoną...
-
Stałoprądowy model tranzystora typu HSD MAGFET
PublicationZaproponowano stałoprądowy model dwudrenowego tranzystora polowego typu HSD MAGFET, wykorzystywanego jako czujnik pola magnetycznego o dużej czułości na zmiany pola magnetycznego i dużej geometrycznej rozdzielczości pomiarowej. Zaprezentowany model odzwierciedla zjawisko podziału prądu płynącego w kanale tranzystora na prądy drenów i uwzględnia wzajemne oddziaływanie napięć drenów VDS1 i VDS2 na prady drenów ID1 i ID2 poprzez wprowadzenie...
-
Sprzętowa realizacja rozmytego sterownika elektrycznego wózka inwalidzkiego
PublicationW artykule przedstawiono cyfrowy system rozmyty przeznaczony do sterowania wózkiem inwalidzkim. w tym celu opracowano dedykowaną architekturę systemu, którą następnie zasymulowano w układzie reprogramowalnym FPGA. Przedstawiono wejściowe i wyjściowe zmienne lingwistyczne oraz ich funkcje przynależności, na podstawie których opracowano bazę reguł rozmytych. Proponowany rozmyty system współracuje z elektrycznymi silnikami napędowymi...
Year 2008
-
Zastosowanie algorytmu pszczelego do projektowania filtrów cyfrowych NOI o nietypowych charakterystykach
PublicationW artykule przedstawiono zastosowanie algorytmu pszczelego do projektowania filtrów cyfrowych NOI o nietypowych charakterystykach amplitudowych. Filtry takie mają praktyczne zastosowanie w korektorach amplitudowych stosowanych np. w telefonii lub w aparatach słuchowych. Otrzymany rezultat ukazuje, że możliwe jest zastosowanie algorytmu pszczelego do projektowania stabilnych filtrów cyfrowych NOI o zadanych nietypowych charakterystykach...
-
Zastosowanie algorytmu pszczelego do projektowania filtrów cyfrowych NOI o nietypowych charakterystykach
PublicationW artykule przedstawiono zastosowanie algorytmu pszczelego do projektowania filtrów cyfrowych NOI o nietypowych charakterystykach amplitudowych. Filtry takie mają praktyczne zastosowanie w korektorach amplitudowych stosowanych np. w telefonii lub w aparatach słuchowych. Otrzymany rezultat ukazuje, że możliwe jest zastosowanie algorytmu pszczelego do projektowania stabilnych filtrów cyfrowych NOI o zadanych nietypowych charakterystykach...
-
Wpływ wyboru elementu strukturalnego użytego w przetwarzaniu morfologicznym na skuteczność nowej metody usuwania tła z sekwencji MRI
PublicationZaprezentowano nową metodę usuwania zaszumionego tła z sekwencji skanów MRI. Na każdy skan składają się dwa obszary: przekrój mózgu i tło, oba zawierające szum. Tło powinno być odseparowane i wykluczone z dalszej analizy. Cel ten został osiągnięty dzięki zastosowaniu opisanego algorytmu, aplikującego podstawowe operacje morfologiczne: dylację, erozję, otwarcie i zamknięcie do uprzednio zbinaryzowanych zbiorów MRI. Pokazano rezultaty...
-
Właściwości nie-quasi-statycznego modelu tranzystora wewnętrznego MOS
PublicationPrzedstawiono założenia i właściwości oryginalnego nie-quasi-statycznego modelu małosygnałowego tranzystora wewnętrznego MOS oraz dokonano przeglądu i podziału znanych w literaturze przedmiotu małosygnałowych modeli tranzystora polowego.
-
Weryfikacja stałoprądowego modelu tranzystora typu MAGFET
PublicationZaproponowano kompletny, stałoprĄdowy model tranzystora typu MAGFET wykorzystywanego jako czujnik pola magnetycznego. Zaprezentowany model odzwierciedla zależnoŚć podziału prĄdu płynącego w kanale tranzystora na prądy drenów od napięć drenów.
-
Weryfikacja asynchronicznych układów cyfrowych w strukturach FPGA
PublicationW artykule przedstawione zostały podstawowe informacje dotyczące typowych klas układów asynchronicznych. Wymienione klasy zostały następnie przeanalizowane pod kątem możliwości ich implementacji w układach programowalnych FPGA. Klasa "micropipelines" omówiona została dokładniej. W tej klasie został zaimplementowany w układzie FPGA typu Virtex2 przykładowy procesor asynchroniczny realizujący listę rozkazów swojego synchronicznego...
-
Sprzętowa realizacja algorytmu przepływu optycznego w układzie FPGA
PublicationW pracy przedstawiono efektywną procedurę uproszczenia algorytmu typu optical flow (OF) oraz jego realizacje sprzętową w technologii układów FPGA. Zmodyfikowany algorytm bazuje na lokalnym dopasowaniu (korelacji) podobszarów ramki aktualnej i poprzedniej. W strukturze opracowanego algorytmu wykorzystano 1-wymiarową reprezentację podobszarów oraz zapis intensywności w kodzie Gray'a, co zmniejszyło złożoność obliczeniową przy zachowaniu...
Year 2006
-
Zastosowanie algorytmów splotowych w syntezie cyfrowych sterowników przetwornic impulsowych
PublicationW pracy przedstawiono koncepcję zastosowania rekursywnych algorytmów splotowych do dyskretyzacji transmitancji małosygnałowych przetwornic impulsowych jako efektywną metodę syntezy korektorów wchodzących w skłąd sterowników cyfrowych. Użycie proponowanych metod dyskretyzacji zapewnia zachowanie stabilności wzorców analogowych jak również umożliwia osiągnięcie wysokiej dokładności aproksymacji, która może być dowolnie podwyższana...
-
XLVII-lecie pracy naukowo-dydaktycznej profesora Rromualda Zielonko
PublicationPrzedstawiono biografię naukową oraz przegląd dorobku dydaktycznego i organizacyjnego Profesora Romualda Zielonko, profesora zwyczajnego, byłego Prodziekana ds. Naukowych, aktualnie Kierownika Katedry Metrologii i Systemów Elektronicznych, którego cała działalność zawodowa związana jest z Wydziałem Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej.
-
Techniki sterowania krokiem obliczeń w analizach UIPM
PublicationPrzedstawiono uniwersalną technikę sterowania krokiem obliczeń w analizach UIPM. Bazuje ona na znanym cyklu sterowania kluczamioraz o LBO algorytmu dyskretyzacji układu. Proponowana metoda radykalnie redukuje ilość operacji numerycznych co powoduje skrócenie czasu obliczeń. Jak się wydaje proponowana metoda może stanowić uniwersalne narzędzie sterowania krokiem obliczeń w analizach układów kluczowanych. Rozważania zilustrowano...
-
Sterowane elektrycznie pojemności stosowane w mikroelektronice
PublicationPraca prezentuje aktualny stan wiedzy o stosowanych w mikroelektronice elektrycznie sterowanych zmiennych pojemnościach. Omawiana jest budowa i podstawowe charakterystyki trzech rodzajów takich pojemności: diodowych (złączowych), MEMS i BST na podstawie przeglądu publikacji naukowych z lat 1964-2004.
-
Stałoprądowy model tranzystora mos dla zakresu przed- i nadprogowego
PublicationZaprezentowano spójny fizycznie, stałoprądowy, jednosekcyjny model opisujący pracę tranzystora MOS zarówno w zakresie przed- i nadprogowym, jak również w zakresie liniowym (triodowym) i nasycenia (pentodowym). Przedstawiono założenia modelu fizycznego w przestrzeni 2-D i jego transformację do modelu quasi-dwuwymiarowego praz zademonstrowano wyniki weryfikacji eksperymentalnej modelu. Model spełnia warunek symetrii Gummel'a
-
Sprzętowa i programowa realizacja algorytmu szyfrującego AES = Hardware and software implementation of AES algorithm
PublicationW artykule przedstawiono sprzętową i programową realizację algorytmu szyfrującego i deszyfrującego AES. Obydwie implementacje zostały zrealizowane z wykorzystaniem platformy Virtex-II i praktycznie zweryfikowane. Jako kryteria do porównania wybrano: zużycie zasobów, przepustowość i zużycie mocy. Wersja sprzętowa charakteryzuje się 190-krotnie większą przepustowością, 80-krotnie mniejszym zużyciem energii na przetworzenie jednego...
Year 2017
-
Zależność parametrów quasi-dwuwymiarowego modelu małosygnałowego tranzystora MOS od punktu pracy
PublicationW artykule zaprezentowano wyniki optymalizacji zagadnień wielowymiarowych, zastosowanej do ekstrakcji wartości parametrów nie-quasi-statycznego modelu małosygnałowego tranzystora MOS dla różnych punktów pracy. Opisano zaimplementowany algorytm i otrzymane rezultaty badań.
-
Zależność parametrów quasi-dwuwymiarowego modelu małosygnałowego tranzystora MOS od punktu pracy
PublicationW artykule zaprezentowano wyniki optymalizacji zagadnień wielowymiarowych, zastosowanej do ekstrakcji wartości parametrów nie-quasi-statycznego modelu małosygnałowego tranzystora MOS dla różnych punktów pracy. Opisano zaimplementowany algorytm i otrzymane rezultaty badań.
Year 2009
-
Wykorzystanie wejściowego prądu bramkowego do różnicowej analizy mocy układów kryptograficznych
PublicationW artykule przestawiono nowy typ ataku DPA z wykorzystaniem prądu wejściowego funktorów cyfrowych. Wykazano, że wraz z zmniejszeniem minimalnych wymiarów technologicznych zwiększa się udział prądów przeładowania wewnętrznych pojemności pasożytniczych tranzystorów w całkowitym poborze prądu. Zgodnie z przeprowadzonymi symulacjami, prąd ten można wykorzystać w ataku typu DPA. Zaproponowanym atak DPA wymaga takiej samej liczby danych...
-
Układ wspomagania sterowania maksimum mocy modułów fotowoltaicznych
PublicationW artykule przedstawiono układ wspomagania sterowania mocą pobieraną z modułu fotowoltaicznego. Na wstępie przedstawiono i omówiono model ogniwa fotowoltaicznego. Następnie, bazując na właściwościach modułów fotowoltaicznych zaproponowano układ wspomagający system mikrokontrolera w sterowaniu przetwornicą impulsową DC/DC. W części końcowej przedstawiono wstępne wyniki pomiarów wykonanego układu prototypowego. Badany układ prototypowy...
-
Soft-core processors as SoC prototyping solution for cryptographic application
PublicationArtykuł przedstawia metodę wykorzystania procesora soft-core w zastosowaniach kryptografii. Przedstawione są problemy oraz zagadnienia, które udowadniają potrzebę wprowadzania silnych zabezpieczeń na niskim poziomie systemu sprzętowo-programowego. Istniejące zagrożenia stanowią wyzwanie dla projektantów bezpiecznych systemów, a sprzętowa realizacja obsługi algorytmu kryptograficznego AES jest dobrym przykładem rozwiązania tych...
Year 2015
-
Wykorzystanie metody Neldera-Meada do identyfikacji wartości parametrów niequasi-statycznego modelu małosygnałowego tranzystora MOS
PublicationW artykule zaprezentowano wyniki zastosowania metody sympleksu Neldera-Meada do ekstrakcji wartości parametrów niequasi-stycznego modelu małosygnałowego tranzystora MOS. Przedstawiono równoważny elektryczny schemat zastępczy i model matematyczny nowego modelu małosygnałowego MOSFETa dla częstotliwości mikrofalowych. Opisano zaimplementowany algorytm i otrzymane rezultaty badań.
-
Vision-based parking lot occupancy evaluation system using 2D separable discrete wavelet transform
PublicationA simple system for rough estimation of the occupancy of an ad-hoc organized parking lot is presented. A reasonably simple microprocessor hardware with a low resolution monochrome video camera observing the parking lot from the location high above the parking surface is capable of running the proposed 2-D separable discrete wavelet transform (DWT)-based algorithm, reporting the percentage of the observed parking area occupied by...
-
Transmission Protocol Simulation Framework For The Resource-Constrained Wireless Sensor Network
PublicationIn this paper a prototype framework for simulation of wireless sensor network and its protocols are presented. The framework simulates operation of a sensor network with data transmission, which enables simultaneous development of the sensor network software, its hardware and the protocols for wireless data transmission. An advantage of using the framework is converging simulation with the real software. Instead of creating...
-
Structure and computationally-efficient simulation-driven design of compact UWB monopole antenna
PublicationIn this letter, a structure of a small ultra-wideband (UWB) monopole antenna, its design optimization procedure as well as experimental validation are presented. According to our approach, antenna compactness is achieved by means of a meander line for current path enlargement as well as the two parameterized slits providing additional degrees of freedom that help to ensure good impedance matching. For the sake of reliability, the...
-
Size Reduction of Microwave Couplers by EM-Driven Optimization
PublicationThis work addresses simulation-driven design optimization of compact microwave couplers that explicitly aims at circuit footprint area reduction. The penalty function approach allows us to minimize the area of the circuit while ensuring a proper power division between the output ports and providing a sufficient bandwidth with respect to return loss and isolation around the operating frequency. Computational cost of the optimization...
-
Simulation-Based Design of Microstrip Linear Antenna Arrays Using Fast Radiation Response Surrogates
PublicationFast yet accurate technique for simulation-based design of linear arrays of microstrip patch antennas is presented. Our technique includes: (i) optimization of the corrected array factor of the antenna array under design for a phase excitation taper resulting in reduced side lobes; (ii) simulation-driven optimization of the array element for element dimensions resulting in matching at and about operational frequency, and (iii)...
Year 2013
-
Wireless intelligent audio-video surveillance prototyping system
PublicationThe presented system is based on the Virtex6 FPGA and several supporting devices like a fast DDR3 memory, small HD camera, microphone with A/D converter, WiFi radio communication module, etc. The system is controlled by the Linux operating system. The Linux drivers for devices implemented in the system have been prepared. The system has been successfully verified in a H.264 compression accelerator prototype in which the most demanding...
-
Technique to improve CMRR at high frequencies in CMOS OTA-C filters
PublicationIn this paper a technique to improve the common-mode rejection ratio (CMRR) at high frequencies in the OTA-C filters is proposed. The technique is applicable to most OTA-C filters using CMOS operational transconductance amplifiers (OTA) based on differential pairs. The presented analysis shows that a significant broadening of CMRR bandwidth can be achieved by using a differential pair with the bodies of transistors connected to...
-
System do prototypowania bezprzewodowych inteligentnych urządzeń monitoringu audio-video
PublicationW komunikacie przedstawiono system prototypowania bezprzewodowych urządzeń do monitoringu audio-video. System bazuje na układach FPGA Virtex6 i wielu dodatkowych wspierających urządzeniach jak: szybka pamięć DDR3, mała kamera HD, mikrofon z konwerterem A/C, moduł radiowy WiFi, itp. Funkcjonalność systemu została szczegółowo opisana w komunikacie. System został zoptymalizowany do pracy pod kontrolą systemu operacyjnego Linux, zostały...
Year 2022
-
Wideband Highly-Selective Bandpass Filtering Branch-Line Coupler
PublicationThis paper presents a novel design of a wideband highly-selective bandpass filtering branch-line coupler (FBLC). By integrating a coupled microstrip line, and an open-ended stub at each port of a single-section BLC, bandpass filtering characteristics with excellent selectivity and broad operating bandwidth have been achieved. The proposed circuit has been verified through EM simulations and physical measurements of the fabricated...
-
Two-Stage Variable-Fidelity Modeling of Antennas with Domain Confinement
PublicationSurrogate modeling has become the method of choice in solving an increasing number of antenna design tasks, especially those involving expensive full-wave electromagnetic (EM) simulations. Notwithstanding, the curse of dimensionality considerably affects conventional metamodeling methods, and their capability to efficiently handle nonlinear antenna characteristics over broad ranges of the system parameters is limited. Performance-driven...
-
Tolerance-Aware Optimization of Microwave Circuits by Means of Principal Directions and Domain-Restricted Metamodels
PublicationPractical microwave design is most often carried out in the nominal sense. Yet, in some cases, performance degradation due to uncertainties may lead to the system failing to meet the prescribed specifications. Reliable uncertainty quantification (UQ) is therefore important yet intricate from numerical standpoint, especially when the circuit at hand is to be evaluated using electromagnetic (EM) simulation tools. Tolerance-aware...
-
Tolerance-Aware Multi-Objective Optimization of Antennas by Means of Feature-Based Regression Surrogates
PublicationAssessing the immunity of antenna design to fabrication tolerances is an important consideration, especially when the manufacturing process has not been predetermined. At the same time, the antenna parameter tuning should be oriented toward improving the performance figures pertinent to both electrical (e.g., input matching) and field properties (e.g., axial ratio bandwidth) as much as possible. Identification of available trade-offs...
-
Tolerance Optimization of Antenna Structures by Means of Response Feature Surrogates
PublicationFabrication tolerances and other types of uncertainties, e.g., the lack of precise knowledge of material parameters, have detrimental effects on electrical and field performance of antenna systems. In the case of input characteristics these are particularly noticeable for narrow- and multi-band antennas where deviations of geometry parameters from their nominal values lead to frequency shifts of the operating frequency bands. Improving...
-
The Way One Defines Specification Matters: On the Performance Criteria for Efficient Antenna Optimization in Aggregated Bi-Objective Setups
PublicationDesign of antenna structures for real-world applications is a challenging task that often involves addressing multiple design requirements at a time. Popular solution approaches to this class of problems include utilization of composite objectives. Although configuration of such functions has a significant effect on the cost and performance of the optimization, their specific structure is normally determined based on engineering...
-
Supervised-learning-based development of multi-bit RCS-reduced coding metasurfaces
PublicationCoding metasurfaces have been introduced as efficient tools allowing meticulous control over the electromagnetic (EM) scattering. One of their relevant application areas is radar cross section (RCS) reduction, which principally relies on the diffusion of impinging EM waves. Despite its significance, careful control of the scattering properties poses a serious challenge at the level of practical realization. This article is concerned...
-
Shrinking-shifting and amplifying-shifting device using transformation optics
PublicationBased on transformation optics (TO), this paper uses geometric divisions and linear coordinate transformations to design “shrinking-shifting—and reshaping”, and “amplifying-shifting—and reshaping” devices. The proposed devices can reshape the sizes and locations of the wrapped-objects inside the core-region. The shrinking-shifting device shrinks the larger object into a smaller one and shifts it to different location, whereas the...
Year 2024
-
Wideband High-Gain Low-Profile Series-Fed Antenna Integrated with Optimized Metamaterials for 5G millimeter Wave Applications
PublicationThis paper presents a series-fed four-dipole antenna with a broad bandwidth, high gain, and compact size for 5G millimeter wave (mm-wave) applications. The single dipole antenna provides a maximum gain of 6.2 dBi within its operational bandwidth, which ranges from 25.2 to 32.8 GHz. The proposed approach to enhance both gain and bandwidth involves a series-fed antenna design. It comprises four dipoles with varying lengths, and a...
-
Substrate Integrated Waveguide-Based Frequency-Tunable Self-Octaplexing Antenna
PublicationThis communication presents the first-ever substrate integrated waveguide (SIW)-based frequency-tunable self-octaplexing antenna (SOA) for wireless communication. The structure is arranged by implementing eight distinct patches with planar 50-ohm feedlines at the top of the SIW cavity, which realize eight distinct resonant frequencies. Independent tuning of each resonant frequency is achieved by incorporating appropriately allocated...
-
Statistical Data Pre-Processing and Time Series Incorporation for High-Efficacy Calibration of Low-Cost NO2 Sensor Using Machine Learning
PublicationAir pollution stands as a significant modern-day challenge impacting life quality, the environment, and the economy. It comprises various pollutants like gases, particulate matter, biological molecules, and more, stemming from sources such as vehicle emissions, industrial operations, agriculture, and natural events. Nitrogen dioxide (NO2), among these harmful gases, is notably prevalent in densely populated urban regions. Given...
Year 2019
-
Variable-Fidelity Simulation Models and Sparse Gradient Updates for Cost-Efficient Optimization of Compact Antenna Input Characteristics
PublicationDesign of antennas for the Internet of Things (IoT) applications requires taking into account several performance figures, both electrical (e.g., impedance matching) and field (gain, radiation pattern), but also physical constraints, primarily concerning size limitation. Fulfillment of stringent specifications necessitates the development of topologically complex structures described by a large number of geometry parameters that...
-
Variable-fidelity response feature surrogates for accelerated statistical analysis and yield estimation of compact microwave components
PublicationAccounting for manufacturing tolerances is an essential part of a reliable microwave design process. Yet, quantification of geometry and/or material parameter uncertainties is challenging at the level of full-wave electromagnetic (EM) simulation models. This is due to inherently high cost of EM analysis and massive simulations necessary to conduct the statistical analysis. Here, a low-cost and accurate yield estimation procedure...
-
TIME- AND FREQUENCY-DOMAIN QUASI-2D SMALL-SIGNAL MOSFET MODELS
PublicationA novel approach to small-signal MOSFET modeling is presented in this book. As a result, time- and frequency-domain physics-based quasi-2D NQS four-terminal small-signal MOSFET models are proposed. The time-domain model provides the background to a novel DIBL-included quasi‑2D NQS four-terminal frequency-domain small-signal MOSFET model. Parameters and electrical quantities of the frequency-domain model are described by explicit...
Year 2018
-
Variable-fidelity shape optimization of dual-rotor wind turbines
PublicationPurpose Dual-rotor wind turbines (DRWTs) are a novel type of wind turbines that can capture more power than their single-rotor counterparts. Because their surrounding flow fields are complex, evaluating a DRWT design requires accurate predictive simulations, which incur high computational costs. Currently, there does not exist a design optimization framework for DRWTs. Since the design optimization of DRWTs requires numerous model...
-
Uniform sampling in constrained domains for low-cost surrogate modeling of antenna input characteristics
PublicationIn this letter, a design of experiments technique that permits uniform sampling in constrained domains is proposed. The discussed method is applied to generate training data for construction of fast replacement models (surrogates) of antenna input characteristics. The modeling process is design-oriented with the surrogate domain spanned by a set of reference designs optimized with respect to the performance figures and/or operating...
-
Triangulation-based Constrained Surrogate Modeling of Antennas
PublicationDesign of contemporary antenna structures is heavily based on full-wave electromagnetic (EM) simulation tools. They provide accuracy but are CPU-intensive. Reduction of EM-driven design procedure cost can be achieved by using fast replacement models (surrogates). Unfortunately, standard modeling techniques are unable to ensure sufficient predictive power for real-world antenna structures (multiple parameters, wide parameter ranges,...
-
Topological modifications for performance improvement and size reduction of wideband antenna structures
PublicationCompact antennas belong to the key components of modern communication systems. Their miniaturization is often achieved by introducing appropriate topological changes such as simple ground plane slots or tapered feeds. More sophisticated modifications are rarely considered in the literature because they normally lead to significant increase of the number of tunable parameters, which makes the antenna design process more challenging....
-
Three-objective antenna optimization by means of kriging surrogates and domain segmentation
PublicationIn this paper, an optimization framework for multi-objective design of antenna structures is discussed which exploits data-driven surrogates, a multi-objective evolutionary algorithm, response correction techniques for design refinement, as well as generalized domain segmentation. The last mechanism is introduced to constrain the design space region subjected to sampling, which permits reduction of the number of training data samples...
-
Surrogate-assisted EM-driven miniaturization of wideband microwave couplers by means of co-simulation low-fidelity models
PublicationThis article proposes a methodology for rapid design optimization of miniaturized wideband couplers. More specifically, a class of circuits is considered, in which conventional transmission lines are replaced by their abbreviated counterparts referred to as slow-wave compact cells. Our focus is on explicit reduction of the structure size as well as on reducing the CPU cost of the design process. For the sake of computational feasibility,...
-
Support for Employees with ASD in the Workplace Using a Bluetooth Skin Resistance Sensor–A Preliminary Study
PublicationThe application of a Bluetooth skin resistance sensor in assisting people with Autism Spectrum Disorders (ASD), in their day-to-day work, is presented in this paper. The design and construction of the device are discussed. The authors have considered the best placement of the sensor, on the body, to gain the most accurate readings of user stress levels, under various conditions. Trial tests were performed on a group of sixteen...
-
Statistical analysis and robust design of circularly polarized antennas using sequential approximate optimization
PublicationIn the paper, reliable yield estimation and tolerance-aware design optimization of circular polarization (CP) antennas is discussed. We exploit auxiliary kriging interpolation models established in the vicinity of the nominal design in order to speed up the process of statistical analysis of the antenna structure at hand. Sequential approximate optimization is then applied to carry out robust design of the antenna, here, oriented...
-
Size reduction of ultra-wideband antennas with efficiency and matching constraints
PublicationAntenna design is a multifaceted task that involves handling of various performance figures concerning both electrical performance of the structure as well as its geometry. Simultaneous control of several objectives through rigorous optimization is very challenging and virtually impossible through conventional approaches such as parameter sweeping. In this work, we investigate size reduction of ultra‐wideband antenna structures...
-
Simulation-driven size-reduction-oriented design of multi-band antennas by means of response features
PublicationThis study addresses the problem of explicit size reduction of multi-band antennas by means of simulation-driven optimisation. The principal difficulty of electromagnetic (EM)-based miniaturisation of multi-band antennas is that several resonances have to be controlled independently (both in terms of their frequency allocation and depth) while attempting to reduce physical dimensions of the structure at hand. The design method...
Year 2020
-
Variable‐fidelity modeling of antenna input characteristics using domain confinement and two‐stage Gaussian process regression surrogates
PublicationThe major bottleneck of electromagnetic (EM)-driven antenna design is the high CPU cost of massive simulations required by parametric optimization, uncertainty quantification, or robust design procedures. Fast surrogate models may be employed to mitigate this issue to a certain extent. Unfortunately, the curse of dimensionality is a serious limiting factor, hindering the construction of conventional data-driven models valid over...
-
Surrogate modeling of impedance matching transformers by means of variable‐fidelity electromagnetic simulations and nested cokriging
PublicationAccurate performance evaluation of microwave components can be carried out using full‐wave electromagnetic (EM) simulation tools, routinely employed for circuit verification but also in the design process itself. Unfortunately, the computational cost of EM‐driven design may be high. This is especially pertinent to tasks entailing considerable number of simulations (eg, parametric optimization, statistical analysis). A possible...
-
Stress Monitoring System for Individuals with Autism Spectrum Disorders
PublicationIn this article, a stress monitoring system tailored for individuals with Autism Spectrum Disorders (ASD) and developed for the educational institution is presented. People with ASD face problems with effective stress management due to their high self-perceived levels of stress, poor ability to cope with it, and dificulties with the accurate detection of the source of stress. Consistently, being able to measure stress appears to...
-
Simulation-Driven Antenna Modeling by Means of Response Features and Confined Domains of Reduced Dimensionality
PublicationIn recent years, the employment of full-wave electromagnetic (EM) simulation tools has become imperative in the antenna design mainly for reliability reasons. While the CPU cost of a single simulation is rarely an issue, the computational overhead associated with EM-driven tasks that require massive EM analyses may become a serious bottleneck. A widely used approach to lessen this cost is the employment of surrogate models, especially...
Year 2016
-
Variable-fidelity CFD models and co-Kriging for expedited multi-objective aerodynamic design optimization
PublicationPurpose – Strategies for accelerated multi-objective optimization of aerodynamic surfaces are investigated, including the possibility of exploiting surrogate modeling techniques for computational fluid dynamic (CFD)-driven design speedup of such surfaces. The purpose of this paper is to reduce the overall optimization time. Design/methodology/approach – An algorithmic framework is described that is composed of: a search space reduction,...
-
Surrogate Modeling and Optimization Using Shape-Preserving Response Prediction: A Review
PublicationComputer simulation models are ubiquitous in modern engineering design. In many cases, they are the only way to evaluate a given design with sufficient fidelity. Unfortunately, an added computa-tional expense is associated with higher fidelity models. Moreover, the systems being considered are often highly nonlinear and may feature a large number of designable parameters. Therefore, it may be impractical to solve the design problem...
-
Strategies for computationally feasible multi-objective simulation-driven design of compact RF/microwave components
PublicationMulti-objective optimization is indispensable when possible trade-offs between various (and usually conflicting) design objectives are to be found. Identification of such design alternatives becomes very challenging when performance evaluation of the structure/system at hand is computationally expensive. Compact RF and microwave components are representative examples of such a situation: due to highly compressed layouts and considerable...
-
Size-Reduction-Oriented Design of Compact CPW-Fed UWB Monopole Antenna
PublicationA structure and design optimization of compact CPW-fed UWB monopole antenna is presented. Explicit size reduction through constrained numerical optimization of all relevant geometry parameters of the structure leads to a very small footprint of only 321 mm2. At the same time, a very wide antenna bandwidth is achieved from 3.1 GHz to 17 GHz.
-
Simulation-driven design of compact ultra-wideband antenna structures
PublicationPurpose–The purpose of this paper is to investigate strategies and algorithms for expedited designoptimization and explicit size reduction of compact ultra-wideband (UWB) antennas.Design/methodology/approach–Formulation of the compact antenna design problem aiming atexplicit size reduction while maintaining acceptable electrical performance is presented. Algorithmicframeworks are described suitable for handling various design situations...
Year 2021
-
Unity-Gain Zero-Offset CMOS Buffer with Improved Feedforward Path
PublicationA voltage unity-gain zero-offset CMOS amplifier with reduced gain error and increased PSRR (power supply rejection ratio) is proposed. The amplifier uses two feed mechanisms, negative feedback and supporting positive feedforward, to achieve low deviation from unit gain over the entire input range. The circuit, designed in a standard 180-nanometer 1.8-voltage CMOS process, is compared with two known buffers of similar topology,...
-
Surrogate-Assisted Design of Checkerboard Metasurface for Broadband Radar Cross-Section Reduction
PublicationMetasurfaces have been extensively exploited in stealth applications to reduce radar cross section (RCS). They rely on the manipulation of backward scattering of electromagnetic (EM) waves into various oblique angles. However, arbitrary control of the scattering properties poses a significant challenge as a design task. Yet it is a principal requirement for making RCS reduction possible. This article introduces a surrogate-based...
-
Starter for Voltage Boost Converter to Harvest Thermoelectric Energy for Body-Worn Sensors
PublicationThis paper examines the suitability of selected configurations of ultra-low voltage (ULV) oscilla-tors as starters for a voltage boost converter to harvest energy from a thermoelectric generator (TEG). Important properties of particularly promising configurations, suitable for on-chip imple-mentation are compared. On this basis, an improved oscillator with a low startup voltage and a high output voltage swing is proposed. The applicability...
-
Series-Slot-Fed Circularly Polarized Multiple-Input-Multiple-Output Antenna Array Enabling Circular Polarization Diversity for 5G 28-GHz Indoor Applications
PublicationIn this paper, a four-element circularly polarized series-slot-fed multiple-input-multiple-output (MIMO) antenna array with circular polarization diversity is presented. The proposed design utilizes a combination of 45-degree inclined slots and a straight microstrip line feeding technique. The two antennas are designed to operate with the opposite sense of circular polarization (CP). CP is achieved by placing a patch of just about...
Year 2023
-
Uncertainty Quantification of Additive Manufacturing Post-Fabrication Tuning of Resonator-Based Microwave Sensors
PublicationReconfigurability, especially in terms of the ability of adjusting the operating frequency, has become an important prerequisite in the design of modern microwave components and systems. It is also pertinent to microwave sensors developed for a variety of applications such as characterization of material properties of solids or liquids. This paper discusses uncertainty quantification of additive-manufacturing-based post-fabrication...
-
Ultra-Compact SIRC-Based Self-Triplexing Antenna with High Isolation
PublicationAn ultra-compact self-triplexing antenna realized on a substrate-integrated rectangular cavity (SIRC) is discussed in this study. The proposed structure employs two L-shaped slots and an in-verted U-shaped slot to radiate at three independent operating frequency bands. Three 50-ohm microstrip feed lines are used to excite the radiation in these slots. The operating frequency is individually tuned using the slot size. The slot placement...
-
Time-Gating method with automatic calibration for accurate measurements of electrically small antenna radiation patterns in Non-Anechoic environments
PublicationNon-anechoic sites represent a cheap alternative to measurements of antennas in dedicated facilities. However, due to a high noise—from the external EM signal sources and multipath interferences—the quality of radiation patterns obtained in non-anechoic conditions is poor. The characteristics can be corrected using a time-gating method (TGM), which involves filtering of the noise based on temporal analysis of the measured signals....
-
Single-Slope ADC With Embedded Convolution Filter for Global-Shutter CMOS Image Sensors
PublicationThis brief presents an analog-to-digital converter (ADC) suitable for acquisition and processing of images in the global-shutter mode at the pixel level. The ADC consists of an analog comparator, a multi-directional shift register for the comparator states, and a 16-bit reversible binary counter with programmable step size. It works in the traditional single-slope mode. The novelty is that during each step of the reference ramp,...
-
Shielded HMSIW-Based Self-Triplexing Antenna With High Isolation for WiFi/WLAN/ISM Band
PublicationThis article presents a novel design of a miniaturized self-triplexing antenna (STA) based on the shielded half-mode substrate integrated waveguide (S-HMSIW) for WiFi/WLAN/ISM-band applications. The S-HMSIW is constructed by assembling one row of vias and an open slot at the open-ended side of the conventional HMSIW. This configuration increases the quality factor and minimizes unwanted radiation loss, which allows for achieving...
-
Shielded HMSIW-based frequency-tunable self-quadruplexing antenna using different solid/liquid dielectrics
PublicationThis article proposes a frequency-tunable self-quadruplexing antenna based on a shielded half-mode substrate integrated waveguide (S-HMSIW). In order to reduce the size of the HMSIW cavity resonator and to obtain quad-band characteristics, a modied E-shaped slot is engraved on the top of the metal. The experimental validation is carried out after analyzing the data using a circuit model. Flexibility of each resonant frequency is...
-
Shape Memory Alloy-Based Fluidically Reconfigurable Metasurfaced Beam Steering Antenna
PublicationA low-cost actuator-based fluidically programmable metasurface (FPMS) antenna is proposed to solve the slow tuning speed problem of the manually fluidic based reconfigurable antennas. The FPMS-based antenna is probe-fed and comprises a 4 × 4 square ring metasurface as a superstrate. Moreover, two shape memory alloy (SMA)-based electrically-controlled actuators are employed in the design for controlling the position of the 3D-printed...
Year 2014
-
Transmission protocol simulation framework for the resource-constrained sensor network
PublicationIn this paper the simulation framework for simulation of the sensor network protocol is presented. The framework enables the simultaneous development of the sensor network software and the protocol for the wireless data transmission. The advantage of using the framework is the convergence of the simulation with the real software, because the same software is used in real sensor network nodes and in the simulation framework. The...
-
The contactless method of chip-to-chip high-speed data transmission monitoring
PublicationThis paper presents a technique of decoupling differential signals transmitted in a pair of microstrip lines on a printed circuit board (PCB), using dedicated coupler for high speed data transmission monitoring in chip-to-chip interconnections. The coupler used for signal probing is overlayed on the pair of microstrip lines under test, and provides a signal to the next blocks of the measurement system without disturbing transmission...
-
Square root RC Nyquist filter of fractional delay
PublicationIn this paper we propose a discrete-time FIR (finite impulse response) filter which couples the role of square root Nyquist filter with fractional delay filter. This filter enables to substitute for a cascade of square root RC (SRRC) Nyquist filter and fractional delay filter in one device/algorithm. The aim is to compensate for transmission delay in communication system. Statistically defined performances, e.g. BER (bit error...
-
Simulation-Driven Design of Microstrip Antenna Subarrays
PublicationA methodology for computationally efficient simulation-driven design of microstrip antenna subarrays is presented. Our approach takes into account the effect of the feed (e.g., a corporate network) on the subarray side lobe level and allows adjusting both radiation and reflection responses of the structure under design within a single automated process. This process is realized as surrogate-based optimization that produces designs...
Year 2004
-
Substrate noise-aware floorplanning for mixed-signal SOCs.
PublicationOpisano nową metodę projektowania systemów na chipie z uwzglednieniem minimalizacji szumu podłożowego. Optymalizacje rozmieszczenia bloków układowych na chipie uzyskuje się dzieki wykorzystaniu algorytmu ewolucyjnego minimalizującego funkcję celu uwzględniającą poziom szumu podłożowego.
Year 2005
-
Substrate noise modeling in early floorplanning of MS-SOCs.
PublicationW pracy zaproponowano model częstotliwościowy bloków analogowych wrażliwych na zakłócenia oraz bloków cyfrowych generujących zakłócenia w systemach mieszanych realizowanych na wspólnym podłożu krzemowym. Zaproponowane modele zostały wykorzystane w oprogramowaniu optymalizującym rozmieszczenie bloków funkcjonalnych na struktórze krzemowej. Dzieki użyciu procedur optymalizacyjnych uzyskano znaczącą redukcje poziomu zakłóceń przy...
Year 2011
-
Sprzętowa implementacja koprocesora dla zastosowań kryptograficznych
PublicationW pracy przedstawiono procedurę implementacji elektronicznej skrzynki podawczej z wykorzystaniem zasobów sprzętowych na płytce FPGA (Filed Programmable Gate Array) typu Virtex 4. Przedstawiono ogólna zasadę działania skrzynki podawczej oraz opisano parametry i właściwości poszczególnych modułów funkcjonalnych systemu tj.: modułu TFTP Trivia File Transfer Protocol), serwera WWW, funkcji skrótu oraz asymetrycznego algorytm kryptograficznego....