研究方向
微电子学与固体电子
发表时间:2012-09-10 阅读次数:4469次

       微电子学与固体电子学是电子科学与技术一级学科下的二级学科。本学科于2003年建立,经过10年的发展,组建了一支具有完整的全定制设计流程和设计能力、掌握了最新90纳米、65纳米和40纳米设计工艺的研发团队。

研究方向:

       CPU体系结构已30年没有原创、集成电路设计模式已22年没有原创,而多年来随摩尔定律单芯片晶体管数已经增加了数千倍,矛盾积累很多。按现有结构与方法设计CPU与集成电路都非常困难,其实这是体系结构与设计方法跟不上摩尔定律的表现。根据过去的历史经验,这种困境也预示着在体系结构与设计方法上的大突破、大变革就要到来。

       1、着眼并行处理方法研究,发展新的编程方法。

       2、根据并行性和资源管理的挑战,聚焦重新思考规范计算的长效效应(应用软件、程序设计语言、编译器、虚拟机、操作系统和体系结构)。

       3、着力研究由应用程序推动的并行体系结构,包括单片多核处理器设计、传统的并行数据体系结构设计、专用体系结构设计。

       4、着眼计算机系统及集成电路系统各层次低功耗设计,包括软件、专用方法和可选择的器件。致力于可以提高能耗效率的软件和系统结构的研究和设计,同样也致力于可以提高能耗效率的逻辑门的研究和设计。

科研团队:

       林正浩教授于2002年在同济大学创建了微电子中心,并组建了一支具有完整的全定制设计流程和设计能力、掌握了最新90纳米、65纳米和40纳米设计工艺的研发团队。自2008年起分别在多核系统可靠性、多核体系结构、高性能计算平台等方面提出多项技术发明,提出用可配置计算平台解决了多核处理器体系结构的瓶颈问题。

科研成果:

       近年来,林正浩教授以项目负责人身份共主持国家863项目三项,其他省部级项目三项。2002年7月起领衔承担863项目"32位高性能嵌入式CPU开发",2004年9月2日该项目的成果"32位高性能全定制CPU"通过了教育部与信息产业部的联合鉴定,总体水平达到了国际先进。2004年11月在上海国际工业博览会上,"32位高性能全定制CPU"获创新奖。

 

32位高性能全定制嵌入式CPU

       该CPU芯片采用中芯国际0.18um 1P6M工艺实现,在国内设计完成的CPU芯片中,该芯片是唯一采用全定制正向设计流程设计成功的,完全体现了全定制设计体积小、性能高的优势。

64位高性能全定制CPU

       拥有自主知识产权,使用先进的90纳米工艺,处理器主频达到1G以上。2006年12月通过FPGA验证。该产品能极大地满足国内市场对自主产权微处理器的巨大需求,可广泛应用于国民经济各个部门,尤其是在电子政务、通讯信息行业和计算机行业等。64位CPU可使用在机顶盒、数字高清、路由器、NC服务器等产品中。

教学科研动态:

       同济大学与Mentor Graphics公司及与Cadence公司分别建立联合实验室,建立先进的SoC及微处理器硬件仿真与验证平台,提升SoC及微处理器验证的绝对能力,及在验证领域的先进性、完备性和权威性,力争成为国内复杂SoC、微处理器验证最权威的机构之一;同时也为同济大学培养高质量的微电子技术应用人才,提供最好的学习和训练平台以及交流的环境。

       从2008年至今,同济大学高性能处理器设计团队在处理器体系结构、测试等领域已有五项重大技术突破及配套的8个创新。其中处理器体系结构方面的突破能使单核处理器性能在简单应用中至少是现有单核处理器的1.67倍,在特定的复杂应用中最高能达到4倍。这意味着在几乎不增加面积(成本)的情况下得到67%~300%的性能提升。此外,采用该体系结构,在40nm工艺下设计生产的处理器至少能相当于在28nm工艺设计生产的传统体系结构处理器,能缓解我国集成电路生产设备比国外晚一代的难题;集成电路晶圆测试方面的突破能使用单一的普通测试台同时测试晶圆上部分或全部芯片,缩短测试时间,预计能将每个晶圆的测试成本降低90%。目前本设计团队正着手在具体设计中实现这些技术创新。

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