一種高速低功耗空間光調(diào)制器的驅(qū)動電路設(shè)計.pdf

1、隨著微電子工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，基于硅工藝晶體管的特征頻率不斷提高，供電電壓不斷下降。使得高速低功耗的集成電路芯片的實現(xiàn)成為可能，2010年因特爾公司推出的i7處理器可以工作在3G赫茲以上的工作頻率下。但是基于硅工藝的芯片有著其自身的缺陷，比如載流子的遷移率過低，禁帶寬度過小，這就影響了硅工藝芯片的長遠發(fā)展。2003年，以色列科學(xué)家研制出了以GaAs/AlGaAs多量子阱空間光調(diào)制器陣列為核心的數(shù)字信號處理器，采用光學(xué)方法來實現(xiàn)矢量與矩陣

2、的并行計算。該處理器每秒鐘可以進行8萬億次演算，與一臺超級計算機速度相當(dāng)。
　　 多量子阱空間光調(diào)制器采用GaAs材料，在工作時需要其它芯片提供驅(qū)動電壓?？蓪崟r地在空間上調(diào)制光束，進行對光電信號轉(zhuǎn)換，是構(gòu)成實時光學(xué)信息處理、光計算和光學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)的關(guān)鍵器件，能夠快速完成矩陣乘除等復(fù)雜運算。而比起傳統(tǒng)的液晶調(diào)制器，基于多量子阱工藝的空間光調(diào)制器擁有更低的功耗和更快的響應(yīng)速度。因此為了更好的發(fā)揮多量子阱空間光調(diào)制器的優(yōu)點，需要提

3、高相應(yīng)驅(qū)動電路的速度，減少電路功耗。
　　 本論文主要討論了基于chart0.35工藝的一款高速、低功耗、大陣列的空間光調(diào)制器驅(qū)動電路的調(diào)研、系統(tǒng)分析、電路級以及版圖級設(shè)計。為了使得芯片有更多的用途，我們將芯片設(shè)計為可以工作在兩種不同的模式。測試結(jié)果表明芯片可以在兩種工作模式下正常工作，但是由于設(shè)計時有些實際問題沒有充分考慮，測試結(jié)果與設(shè)計指標(biāo)有少許差異，初步認為是FPGA的時鐘抖動或同步開關(guān)噪聲引起測試結(jié)果，下一步的工作是繼續(xù)