|
|
Perspektivní obvodové struktury pro modulární neuronové sítě
Bohrn, Marek ; Ďuračková, Daniela (oponent) ; Husák, Miroslav (oponent) ; Fujcik, Lukáš (vedoucí práce)
Předkládaná práce se zabývá návrhem nové obvodové struktury pro implementace dopředných neuronových sítí. Navržená struktura využívá nekonvenční uspořádání sběrnic pro propojení dílčích bloků. Přínos navržené struktury spočívá v optimalizaci vytížení výpočetních bloků a zvýšení efektivity přenosu dat mezi nimi. Navržená struktura je flexibilní a vhodná pro implementace širokého spektra topologií dopředných neuronových sítí.
|
|
|
Utilizing Unconventional CMOS Techniques for Low Voltage Low Power Analog Circuits Design for Biomedical Applications
Bay Abo Dabbous, Salma ; Horský, Pavel (oponent) ; Ďuračková, Daniela (oponent) ; Khateb, Fabian (vedoucí práce)
This doctoral thesis deals with designing ultra-low-voltage (LV) low-power (LP) analog circuits utilizing the unconventional CMOS techniques. Battery powered medical devices such as; long term physiological monitoring, portable, implantable, and wearable systems need to be small and lightweight. Besides, long life battery is essential need for these devices. Thus, low-power integrated circuits are always paramount in such biomedical applications. Recently, unconventional CMOS techniques i.e. Bulk-Driven (BD), Floating-Gate (FG), Quasi-Floating-Gate (QFG), Bulk-Driven Floating-Gate (BD-FG) and Bulk-Driven Quasi-Floating-Gate (BD-QFG) MOS transistors (MOSTs) have revealed as effective devices to reduce the circuit complexity and push the voltage supply of the circuit towards threshold voltage of the MOST. In this work, the most important features of the unconventional CMOS techniques are discussed in details. These techniques have been utilized to perform ultra-LV LP CMOS structures of several active elements i.e. Operational Transconductance Amplifier (OTA) based on BD, FG, QFG, and BD-QFG techniques; Tunable Transconductor based on BD MOST; Current Conveyor Transconductance Amplifier (CCTA) based on BD-QFG MOST; Z Copy-Current Controlled-Current Differencing Buffered Amplifier (ZC-CC-CDBA) based on BD MOST; Winner Take All (WTA) and Loser Take All (LTA) based on BD MOST; Fully Balanced Four-Terminal Floating Nullor (FBFTFN) based on BD-QFG technique. Moreover, to verify the workability of the proposed structures, they were employed in several applications. The performance of the proposed active elements and their applications were investigated through PSpice or Cadence simulation program using 0.18 m CMOS technology.
|
|
|
Modelování perspektivních struktur modulátorů delta-sigma s využitím techniky spínaných proudů
Pavlík, Michal ; Ďuračková, Daniela (oponent) ; Hudec, Lubomír (oponent) ; Vrba, Radimír (vedoucí práce)
Tato disertační práce pojednává o vlivu chyb způsobených technikou spínaných proudů na chování modulátorů delta-sigma. Základními stavebními bloky techniky spínaných proudů jsou proudové paměťové buňky. Aby byla umožněna analýza vlivu chyb, byly nejprve navrženy v návrhovém prostředí CADENCE proudové paměťové buňky první a druhé generace s využitím technologie AMIS CMOS 0,7 um. Na základě analýzy neideálního přenosu těchto proudových paměťových buněk byly v práci dále popsány perspektivní způsoby modelování jejich reálného chování. Následně byly vytvořeny matematické modely, které byly implementovány v prostředí MATLAB SIMULINK. Vytvořené modely jsou natolik univerzální, že změnou koeficientů modelu je možné analyzovat struktury modulátoru delta-sigma pro různé výrobní technologie. Na závěr byl vyhodnocen vliv chyb techniky spínaných proudů na chování různých struktur modulátorů realizovaných první a druhou generací proudových paměťových buněk.
|
|
|
NOVÉ PRINCIPY CHARAKTERIZACE HRADLOVÝCH KAPACIT PRO SIGMA-DELTA MODULÁTORY
Sutorý, Tomáš ; Ďuračková, Daniela (oponent) ; Husák, Miroslav (oponent) ; Kolka, Zdeněk (vedoucí práce)
V předkládané disertační práci se autor zabývá využitím nových způsobů charakterizace hradlových kapacit použitelných pro realizaci sigma-delta modulátorů, jež jsou nedílnou součástí sigma-delta analogově digitálních převodníků. Navržená nová metoda charakterizace se vyznačuje vysokým rozlišením a nenáročností na vybavení měřicího pracoviště. Umožňuje rovněž charakterizaci v rozsahu kapacit používaných v sigma-delta modulátorech. Práce obsahuje jak popis vlastní metody, tak rozbor přesnosti měření a rovněž výsledky experimentů.
|
|
|
Modulární přístup k návrhu moderních analogových prvků v technologii CMOS
Prokop, Roman ; Ďuračková, Daniela (oponent) ; Hudec, Lubomír (oponent) ; Musil, Vladislav (vedoucí práce)
Předkládaná dizertační práce se zabývá modulárním návrhem moderních analogových obvodů v technologii CMOS. Jejím záměrem je navrhnout sadu modulárních mikroelektronických stavebních bloků a s jejich pomocí realizovat vybrané moderní aktivní obvody, pracující zejména v proudovém módu. Nicméně modulární přístup lze samozřejmě použít také při návrhu obecně známých klasických prvků, např. operačních zesilovačů. Součástí této práce je také vývoj zcela nového, vysoce univerzálního, aktivního obvodu CCTA, včetně podrobného rozboru jeho využití a uvedení nejzajímavějších aplikačních zapojení. Právě tento CCTA, společně s příbuzným, teoreticky již dříve zpracovaným obvodem CDTA, zde byl realizován zcela poprvé a to ve dvou odlišných topologiích na jednom čipu. Realizované obvody byly testovány a podle výsledků měření byla sestavena knihovna behaviorálních modelů pro program PSpice, včetně vzorových simulací některých aplikačních zapojení. Na základě poznatků získaných v průběhu řešení bylo provedeno stručné vzájemné porovnání obvodů pracujících v napěťovém a proudovém módu.
|
|
|
Design of Optimized Architectures of Digital Filters for Low-Power Integrated Circuits
Pristach, Marián ; Husák, Miroslav (oponent) ; Ďuračková, Daniela (oponent) ; Fujcik, Lukáš (vedoucí práce)
The doctoral thesis deals with development and design of novel architectures of digital filters for low-power integrated circuits. The main goal was to achieve optimum parameters of digital filters with respect to the chip area, power consumption and operating frequency. The target group of the proposed architectures are application specific integrated circuits designed for signal processing from sensors using delta-sigma modulators. Three novel architectures of digital filters optimized for low-power integrated circuits are presented in the thesis. The thesis provides analysis and comparison of parameters of the new filter architectures with the parameters of architectures generated by Matlab tool. A software tool has been designed and developed for the practical application of the proposed architectures of digital filters. The developed software tool allows generating hardware description of the filters with respect to defined parameters.
|
|
|
Low Voltage Low Power Analogue Circuits Design
Alsibai, Ziad ; Horský, Pavel (oponent) ; Ďuračková, Daniela (oponent) ; Khateb, Fabian (vedoucí práce)
The dissertation thesis is aiming at examining the most common methods adopted by analog circuits' designers in order to achieve low voltage (LV) low power (LP) configurations. The capability of LV LP operation could be achieved either by developed technologies or by design techniques. The thesis is concentrating upon design techniques, especially the non–conventional ones which are bulk–driven (BD), floating–gate (FG), quasi–floating–gate (QFG), bulk–driven floating–gate (BD–FG) and bulk–driven quasi–floating–gate (BD–QFG) techniques. The thesis also looks at ways of implementing structures of well–known and modern active elements operating in voltage–, current–, and mixed–mode such as operational transconductance amplifier (OTA), second generation current conveyor (CCII), fully–differential second generation current conveyor (FB–CCII), fully–balanced differential difference amplifier (FB–DDA), voltage differencing transconductance amplifier (VDTA), current–controlled current differencing buffered amplifier (CC–CDBA) and current feedback operational amplifier (CFOA). In order to confirm the functionality and behavior of these configurations and elements, they have been utilized in application examples such as diode–less rectifier and inductance simulations, as well as low–pass, band–pass and universal filters. All active elements and application examples have been verified by PSpice simulator using the 0.18 m TSMC CMOS parameters. Sufficient numbers of simulated plots are included in this thesis to illustrate the precise and strong behavior of structures.
|
|
|
Utilizing Unconventional CMOS Techniques for Low Voltage Low Power Analog Circuits Design for Biomedical Applications
Bay Abo Dabbous, Salma ; Horský, Pavel (oponent) ; Ďuračková, Daniela (oponent) ; Khateb, Fabian (vedoucí práce)
This doctoral thesis deals with designing ultra-low-voltage (LV) low-power (LP) analog circuits utilizing the unconventional CMOS techniques. Battery powered medical devices such as; long term physiological monitoring, portable, implantable, and wearable systems need to be small and lightweight. Besides, long life battery is essential need for these devices. Thus, low-power integrated circuits are always paramount in such biomedical applications. Recently, unconventional CMOS techniques i.e. Bulk-Driven (BD), Floating-Gate (FG), Quasi-Floating-Gate (QFG), Bulk-Driven Floating-Gate (BD-FG) and Bulk-Driven Quasi-Floating-Gate (BD-QFG) MOS transistors (MOSTs) have revealed as effective devices to reduce the circuit complexity and push the voltage supply of the circuit towards threshold voltage of the MOST. In this work, the most important features of the unconventional CMOS techniques are discussed in details. These techniques have been utilized to perform ultra-LV LP CMOS structures of several active elements i.e. Operational Transconductance Amplifier (OTA) based on BD, FG, QFG, and BD-QFG techniques; Tunable Transconductor based on BD MOST; Current Conveyor Transconductance Amplifier (CCTA) based on BD-QFG MOST; Z Copy-Current Controlled-Current Differencing Buffered Amplifier (ZC-CC-CDBA) based on BD MOST; Winner Take All (WTA) and Loser Take All (LTA) based on BD MOST; Fully Balanced Four-Terminal Floating Nullor (FBFTFN) based on BD-QFG technique. Moreover, to verify the workability of the proposed structures, they were employed in several applications. The performance of the proposed active elements and their applications were investigated through PSpice or Cadence simulation program using 0.18 m CMOS technology.
|
|
|
Design of Optimized Architectures of Digital Filters for Low-Power Integrated Circuits
Pristach, Marián ; Husák, Miroslav (oponent) ; Ďuračková, Daniela (oponent) ; Fujcik, Lukáš (vedoucí práce)
The doctoral thesis deals with development and design of novel architectures of digital filters for low-power integrated circuits. The main goal was to achieve optimum parameters of digital filters with respect to the chip area, power consumption and operating frequency. The target group of the proposed architectures are application specific integrated circuits designed for signal processing from sensors using delta-sigma modulators. Three novel architectures of digital filters optimized for low-power integrated circuits are presented in the thesis. The thesis provides analysis and comparison of parameters of the new filter architectures with the parameters of architectures generated by Matlab tool. A software tool has been designed and developed for the practical application of the proposed architectures of digital filters. The developed software tool allows generating hardware description of the filters with respect to defined parameters.
|
|
|
Low Voltage Low Power Analogue Circuits Design
Alsibai, Ziad ; Horský, Pavel (oponent) ; Ďuračková, Daniela (oponent) ; Khateb, Fabian (vedoucí práce)
The dissertation thesis is aiming at examining the most common methods adopted by analog circuits' designers in order to achieve low voltage (LV) low power (LP) configurations. The capability of LV LP operation could be achieved either by developed technologies or by design techniques. The thesis is concentrating upon design techniques, especially the non–conventional ones which are bulk–driven (BD), floating–gate (FG), quasi–floating–gate (QFG), bulk–driven floating–gate (BD–FG) and bulk–driven quasi–floating–gate (BD–QFG) techniques. The thesis also looks at ways of implementing structures of well–known and modern active elements operating in voltage–, current–, and mixed–mode such as operational transconductance amplifier (OTA), second generation current conveyor (CCII), fully–differential second generation current conveyor (FB–CCII), fully–balanced differential difference amplifier (FB–DDA), voltage differencing transconductance amplifier (VDTA), current–controlled current differencing buffered amplifier (CC–CDBA) and current feedback operational amplifier (CFOA). In order to confirm the functionality and behavior of these configurations and elements, they have been utilized in application examples such as diode–less rectifier and inductance simulations, as well as low–pass, band–pass and universal filters. All active elements and application examples have been verified by PSpice simulator using the 0.18 m TSMC CMOS parameters. Sufficient numbers of simulated plots are included in this thesis to illustrate the precise and strong behavior of structures.
|
host ::
RSS.