微纳电子学系第39期PRP
PRP（Participation in Research Program）是指学校（院）通过有组织、有计划地让本科生参与课外科研项目的研究工作，接受科学研究基础训练，以培养学生的协作能力与团队精神，培养学生的独立思考能力和交流能力，提升创新精神和实践能力，从而提高学生的综合素质。近年来，我系PRP立项数量和申请学生都在增加，系里鼓励学生通过PRP项目实践，更多的了解集成电路专业信息，更好的培养未来科研方向兴趣。
报名对象：1－3年级在校本科学生
报名时间：
报名方法：
“参与的项目”—“申请加入的项目”—在“项目批次”中选“第39期PRP”—在列表中寻找有兴趣的项目—“详细申请”—填写联系方式和自我介绍。
“项目信息”—“我申请的项目” —“申请表”详细—申请表下方点击“成员信息审核”挑选学生。
39期PRP系项目介绍
39期PRP系立项成功项目一览
- 电阻抗断层成像系统的含数字较准的高精度模数转换器设计 —— 李永福
电阻抗断层成像技术（EIT）是根据人体内不同组织具有不同电导率这一物理原理，通过给人体注入安全电流，测量相应体表的电位信息，来重建人体内部的电阻率分布或其变化的图像，它是一种能够反映生物体内部结构及组织器官功能的新颖医学影像技术。该技术形成的装置体积小，成本低廉，不要求特殊的工作环境，因而具有其独特的开发价值和应用潜力。
在电阻抗断层成像芯片中，模数转换器（ADC）的性能对于最终成像的准确性至关重要。本项目主要研究内容包括：
1. 查阅文献，了解EIT系统图像重构和ADC校准算法；
2. 基于现有的14比特ADC进行校准算法的设计和改进；
3. 测试算法性能，改善现有的EIT测试效果。
- 基于电阻抗断层成像系统的硬件加速算法设计 —— 李永福
电阻抗断层成像技术（EIT）通过给人体注入安全电流测量体表的电位信息，重建人体内部电阻率分布图像以反映生物体内部结构以及组织器官功能。EIT技术不但反映了解剖学结构，更重要的是给出功能性图像结果，这是CT、PET等其他成像技术所欠缺的。
EIT设备的实现过程需要较高的计算量与存储量，本项目已经在电脑上实现电阻抗成像技术的数据处理和图像重建工作。为进一步优化系统，需要将这部分功能移植到可编程电路板上，本项目主要研究内容包括：
1.了解现有EIT算法；
2.利用Modelsim & Questasim软件进行算法的硬件实现；
3.测试算法硬件实现性能，优化现有EIT系统。
- 智慧城市图像智能识别系统设计 —— 景乃锋
近年来，随着智慧城市的不断发展，图像和视频的智能识别在智慧城市中得到越来越广泛的应用，成为构建城市智能交通、城市安全保障等场景的基础性使能技术。为了能够加速图像和视频的智能识别，从智能算法和硬件平台都提出了多种设计方案，力图加速智能识别场景的实时化和精准化。
本项目基于已开发的先进图像智能识别算法原型，研究并实现基于FPGA平台的图像和视频智能识别系统，搭建软硬件协同的高效智能识别平台，展示算法原型在实时性和准确性方面的双重优势。项目将结合图像/视频、神经网络处理和硬件加速器设计等多种技术，努力形成结构完整的端到端应用场景展示。在项目研究中，将掌握数字集成电路和系统设计的基本原理和关键技术，为后续算法、平台和软硬件协同设计打下良好基础，为各种科研创新活动积累相关经验，培养论文创新性研究的能力和科学素养。
- 基于MEMS的微流体散热系统 —— 孙云娜
随着半导体芯片技术的不断进步以及集成密度持续上升，单位面积内功率指数增加，据调研典型功率半导体器件的功率已超过千瓦级别。据报道，早在十多年前GaN高迁移率晶体管的功率密度在S波段和X波段就已分别超过40 W/mm和30 W/mm；但是为了确保工作温度在可靠工作范围内，当前采用的GaN芯片仅为5-6 W/mm，远低于实际的工作能力。因此，高效散热方案迫在眉睫。据2020年10月份《Nature》的报道，Elison Matioli课题组通过单片集成微通道与电子器件，使得散热能力达到1.723 kW/cm2，为解决上述散热问题提供了有效途径，因此，纳微尺度的微流道散热器具有较强的发展潜力。
项目主要研究内容：1) 探究纳微跨尺度的结构特性，发挥纳米材料的高表面积比与尺度效应，深入挖掘流体与固体的强化散热机制，并基于此设计出超高散热能力的微流体散热器。2) 基于MEMS微加工技术将提出的设计方案高精度制备出。3) 表征与测试散热器的散热能力以及内部散热形式。
项目预期目标：1) 培养学生合作能力，独立发现问题和解决问题的能力。2) 培养口头和书面表达能力与科研能力(写一篇英文论文或专利)。3) 研制出超高热流度的微流体散热系统。
- 国土近海防御-国外新一代核潜艇典型磁异常特征研究 —— 雷冲
当今世界以美俄为首的世界强国纷纷提出新一代核潜艇计划，对我国家海洋安全带来极大威胁。2012年，我国第一款大型固定翼反潜巡逻机空潜-200首飞成功，其机尾安装一部磁异常探测仪（MAD），用于探测潜艇金属壳体的磁信号。MAD是反潜任务的最后防线，尤其在我国沿海海域大部分区域水深不足200米的情况下，MAD是抵御国外核潜艇潜入我国近海侦查袭击的关键技术。
如今全新的空间磁场全张量梯度MAD概念已经被提出并研究，以三维磁传感器阵列为核心构建全新的磁场张量信息检测及分析方法，可实现磁目标探测的直接定位识别。
为了实现对敌方潜艇的快速磁张量探测定位识别，本项目开展对大型核潜艇的磁场张量特征分析。
- 无人机编队反潜作战关键载荷-MEMS磁张量仪研究 —— 雷冲
ADC是集成电路设计领域的重要分支，而SAR ADC是低功耗ADC的常用结构。本课题旨在研究低功耗逐次逼近型模数转换器设计中的关键技术瓶颈，解决输入电容、线性度之间的折衷问题，为低功耗逐次逼近型模数转换器拓宽应用范围奠定基础。此项工作，针对本科生的知识特点，充分发掘其潜力，能够非常好的培养学生独立思考，文献检索和阅读的能力；同时，成果也能及时使用在当前研发项目中，让本科生可以接触实际的集成电路设计，为研究生阶段的进一步学习打下基础。
- 低功耗SAR ADC关键技术研究 —— 金晶
ADC是集成电路设计领域的重要分支，而SAR ADC是低功耗ADC的常用结构。本课题旨在研究低功耗逐次逼近型模数转换器设计中的关键技术瓶颈，解决输入电容、线性度之间的折衷问题，为低功耗逐次逼近型模数转换器拓宽应用范围奠定基础。此项工作，针对本科生的知识特点，充分发掘其潜力，能够非常好的培养学生独立思考，文献检索和阅读的能力；同时，成果也能及时使用在当前研发项目中，让本科生可以接触实际的集成电路设计，为研究生阶段的进一步学习打下基础。
- 基于CMOS工艺的全数字频率综合器（ADPLL）关键技术研究 —— 金晶
随着CMOS工艺节点的不断提升，芯片集成度不断提高，ADPLL逐渐取代传统模拟PLL，在无线通信射频收发机芯片中产生本振信号。本课题旨在通过全数字锁相环相位噪声模型的建立，给出具体模块电路的设计指标，并从系统层面进行优化。项目从ADPLL系统建模入手，为参与的同学提供多种选择，有兴趣的同学可以选择进行部分关键电路模块（DCO、TDC）设计，针对本科生的知识特点，充分发掘其潜力，能够非常好的培养学生独立思考，文献检索和阅读能力；同时，成果也能及时使用在当前研发项目中，让本科生可以接触实际的集成电路设计，本项目提供流片机会，为研究生阶段的进一步学习打下基础。
