Analog Digital Mixed-Signal Integrated Circuit Architecture based on Integer Theory

基于整数理论的模拟数字混合信号集成电路结构

• 批准号: 21K04190
• 负责人: 小林 春夫
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04190/
• 关键词: AD変換器; DA変換器; 時間デジタイザ回路; 整数論; ダイナミックマッチング; AD変換器の評価技術; 非同期逐次比較AD変換器; 緩和DA変換器; アナログ回路; デジタル回路; 集積回路; 古典数学

(1)緩和DA変換器で正電圧出力のRC低域フィルタをCR広域低域フィルタに置き換えることで正負の両方の極性を出力できる方式を、2進数の2の補数表現の考察から導出した。(2) ユナリ型DA変換器での2次元レイアウト配列の単位セル特性のシステマテックミスマッチの影響を軽減し、スプリアスを低減するための　魔方陣・ラテン方陣・ナイトツアー等の2次元疑似乱数アルゴリズムを適用して効果をシミュレーション検証した。(3) 多角数定理、素数のゴールドバッファ予想に基づくDA変換器構成を考案し、アナログ回路部、デコーダ回路の設計を行い、また素子特性のミスマッチの影響を低減するためのダイナミックマッチング法を考案し、論文にまとめて投稿・掲載された。(4) ユナリ型DA変換器での1次元レイアウト配列の単位セル特性のシステマテックミスマッチの影響を軽減し、スプリアスを低減する回路を小規模で実現する仮想3次元ミスマッチスクランブルリング方式を考案し、シミュレーション検証を行った。(5) ユナリDA変換器での単位セルを並び替え線形性を向上させるアルゴリズムを開発した。(6) 改良ホップフィールド回路網を用い、抵抗をスイッチドキャパシタ回路で置き換えることで小チップ面積で実現できる高速非同期逐次比較近似AD変換器を考案し、シミュレーション検証った。(7) 貴金属比サンプリング技術を開発し、時間デジタイザ回路の線形性自己校正技術、AD変換器のヒストグラム法による評価技術への応用を行い、それぞれ論文を投稿し掲載された。(8) グレイコード出力折り返し型AD変換器を電荷領域構成で容易に実現できる構成を考案した。またその応用としてマルチビット拡張レズリー・サイ型デルタシグマAD変調器を考案し、その性質を明確にした。これらをそれぞれ論文発表を行った。

（1）一种通过使用带有cr宽区域低通滤波器的放松的DA转换器代替正电压输出的RC低通滤波器，从而允许正极和负极性的方法，这是从二进制二进制二进制二进制补体表示的考虑中得出的。 （2）通过应用二维伪随机算法（例如魔术正方形，拉丁正方形和夜间旅行）来模拟和验证效果，以减少二维布局阵列中单位细胞特征中系统不匹配的效果来减少伪造效应。 （3）根据多边形定理设计了DA转换器结构，并设计了质数，模拟电路部分和解码器电路的金缓冲区预测，并设计了动态匹配方法以减少元素特征中不匹配的影响，并在论文中提交并发表。 （4）设计了一种虚拟3D不匹配的拼凑型环方法，该方法减少了在单型DA转换器中的一维布局阵列中系统不匹配的影响，并实现了小规模降低虚假性的电路，并执行模拟验证。 （5）我们已经开发了一种算法，该算法通过在单一DA转换器中重新排序单位细胞来提高线性。 （6）使用改进的HOP场网络，即通过用切换电容器电路替换电阻来实现的高速异步连续近似AD转换器，可以通过小型芯片区域实现并进行了验证。 （7）开发了贵金属比率采样技术，并使用AD转换器的直方图方法为时间数字化器电路和评估技术提出了该应用，并提交了论文并发表了论文。 （8）我们设计了一种配置，该配置允许在充电区域配置中轻松实现灰色代码输出折叠类型AD转换器。作为应用程序，还设计了多位扩展的Leslie Sigma Delta-Sigma AD调制器来阐明其属性。这些中的每一个都在论文中发表。

项目成果

ヒストグラム法による効率的ADC試験のための入力周波数とサンプリング周波数の関係の検討

使用直方图方法检查输入频率和采样频率之间的关系，以进行有效的 ADC 测试

• 发表时间: 2021
• 作者: 趙宇杰;桑名 杏奈;山本修平;佐々木 優斗;小林 春夫;チャン ミン チー;片山翔吾;魏江林;中谷 隆之;畠山 一実;佐藤 賢央;石田 嵩;岡本 智之;市川 保
• 通讯作者: 市川 保

Pseudo Random Number Generation Algorithms with Fibonacci Sequence

斐波那契数列的伪随机数生成算法

• 发表时间: 2022
• 作者: Ryuya Ohta;Anna Kuwana;Shogo Katayama;Haruo Kobayashi
• 通讯作者: Haruo Kobayashi

Metallic Ratio Equivalent-Time Sampling: A Highly Efficient Waveform Acquisition Method

• DOI: 10.1109/iolts52814.2021.9486692
• 发表时间: 2021-06
• 期刊: 2021 IEEE 27th International Symposium on On-Line Testing and Robust System Design (IOLTS)
• 作者: Shuhei Yamamoto;Yuto Sasaki;Yujie Zhao;Jianglin Wei;A. Kuwana;Keno Sato;Takashi Ishida;Toshiyuki Okamoto;Tamotsu Ichikawa;Takayuki Nakatani;MinhTri Tran;Shogo Katayama;K. Hatayama;Haruo Kobayashi

Relaxation DAC with positive and negative polarity output using high-pass filter

使用高通滤波器具有正负极性输出的弛豫 DAC

• DOI: 10.1587/elex.20.20220536
• 发表时间: 2023
• 期刊: IEICE Electronics Express
• 影响因子: 0.8
• 作者: Lengkhang Nengvang;Shogo Katayama;Anna Kuwana;Kazufumi Naganuma;Kiyoshi Sasai; Akihisa Iikura;Akira Asao;Takuya Watanabe;Katsuaki Morishita;Haruo Kobayashi
• 通讯作者: Haruo Kobayashi

Digital-to-Analog Converter Architectures Based on Goldbach Conjecture for Prime Numbers in Mixed-Signal ULSI

混合信号 ULSI 中基于质数哥德巴赫猜想的数模转换器架构

• 发表时间: 2021
• 作者: Xueyan Bai;Yuanyang Du;Minh Tri Tran;Anna Kuwana;Haruo Kobayashi
• 通讯作者: Haruo Kobayashi