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PROGRAMMA DI RICERCA 2004

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • ELECTRICITY
    • BASIC ELECTRIC ELEMENTS
      • WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE (operating at optical frequencies G02B; aerials H01Q; [N: modulating electromagnetic waves in transmission line, waveguide, cavity resonator or radiation field of aerial H03C7/02]; networks comprising lumped impedance elements H03H)
Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
COMPATIBILITA' ELETTROMAGNETICA; INTEGRITA' DI SEGNALE; INTERCONNESSIONI; RIDUZIONE D'ORDINE; MODELLI FULL-WAVE; MODELLI COMPORTAMENTALI; MODELLI STATISTICI; ACCOPPIAMENTO ELETTROMAGNETICO; PROGETTO DI CIRCUITI STAMPATI

Problematiche di compatibilità elettromagnetica e integrità di segnale nella progettazione di sistemi ad alte prestazioni

Politecnico di Torino
Abstract
Questo progetto riguarda la Compatibilita' Elettromagnetica (EMC) e l'Integrita` di Segnale (SI) applicate a sistemi elettronici ad alte prestazioni, per il trattamento dell'informazione e le telecomunicazioni. Il progetto di tali sistemi impone continue sfide dovute alla necessita' sempre crescente di velocita' e affidabilita'. L'alta velocita' richiede l'impiego di segnali digitali con un contenuto spettrale ad alta frequenza. Nei moderni sistemi allo stato dell'arte le frequenze coinvolte si trovano gia' nel range delle microonde per i segnali on-chip, e stanno raggiungendo il range delle microonde per i segnali off-chip. In questo range, nell'intero sistema i segnali possono essere degradati per svariate cause, che, combinate insieme, possono portare al totale malfunzionamento del sistema stesso.

L'analisi dei fenomeni significativi per la caratterizzazione della EMC/SI di un dato sistema e' un obiettivo molto ambizioso. Tale caratterizzazione e' fortemente necessaria nei primi stadi (fase di post-layout) del progetto del sistema. Cio' richiede dei tool avanzati di modellamento e simulazione, capaci di riprodurre tutti gli effetti fisici significativi che possono degradare il segnale. Tali effetti comprendono: i) non-linearita' e comportamento dinamico di driver e receiver e, in generale, dei dispositivi digitali; ii) interconnessioni distribuite, la cui lunghezza (e larghezza) puo' essere confrontabile con la lunghezza d'onda del segnale; iii) geometrie >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Flavio CANAVERO Politecnico di TORINO
Obiettivo del Programma di Ricerca
La valutazione dei fenomeni di Compatibilita' Elettromagnetica (EMC) e di Signal Integrity (SI) in sistemi elettronici ad alte prestazioni per applicazioni nel campo dell'informazione e delle comunicazioni e' molto difficile. Cio' e' dovuto sia alla elevata complessita' delle strutture presenti in tali sistemi che alla larga banda di frequenze dei segnali digitali impiegati. Un'attenta analisi di EMC/SI puo' essere condotta soltanto a livello di sistema, considerando tutte le cause rilevanti di deterioramento del segnale e tutti gli accoppiamenti significativi. Un'analisi di questo tipo e' fattibile solo spezzando la complessita' del sistema in sotto-parti separate da porte ben definite, modellando indipendentemente ogni parte, producendone macromodelli a bassa complessita' o equivalenti concentrati, e riassemblando tutti i macromodelli per l'analisi/caratterizzazione a livello di sistema. Sebbene questo approccio permetta analisi abbastanza accurate anche per strutture piuttosto complesse, esso lascia aperti i seguenti problemi, che questo progetto di ricerca intende esplorare.

1) Le tecniche di macromodellamento allo stato dell'arte sono ancora di limitata applicabilita' a causa di limitazioni intrinseche. Esse includono: il massimo numero di porte o conduttori e l'ordine dinamico che possono essere realmente trattati; il costo computazionale necessario per effettuare una caratterizzazione full-wave di una struttura e identificarne un macromodello >>>

Risultati parziali attesi
Al termine della prima parte del progetto i risultati principali saranno:

i) Mese 4. Relazione tecnica contenente una descrizione dettagliata dello stato dell'arte nel macromodellamento a livello di sistema, sottolineando i problemi aperti. Lista delle strutture canoniche identificate come riferimento per la generazione di macromodelli (per tutti i tipi di strutture, per esempio dispositivi non lineari, interconnessioni 3D, linee di trasmissione, moduli di alimentazione).

ii) Mese 6. Relazione tecnica che illustra gli sviluppi e le formulazioni teoriche, finalizzata alla soluzione dei problemi aperti sopra evidanziati. Queste nuove formulazioni includeranno la parametrizzazione e gli schemi dei macromodelli e l'analisi di sensibilita', la caratterizzazione di stabilita' e passivita', le estensioni dei modelli di linee di trasmissione.

iii) Mese 9. Relazione tecnica sull'accoppiamento mutuo tra sottosistemi e sottomodelli. Saranno documentati sia l'approccio deterministico che quello statistico.

iv) Mese 9. Relazione tecnica sui passi avanti nelle tecniche full-wave e quasi-statiche.

v) Mese 9. Definizione degli algoritmi di ottimizzazione multiobiettivo adatti per EMC/SI e analisi multifisica a livello di sistema.I risultati della seconda parte del progetto consisteranno in un ambiente di modellamento MATLAB a livello di sistema. In particolare, gli obiettivi specifici previsti sono:

>>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Questo progetto riguarda la Compatibilita' Elettromagnetica (EMC) e l'Integrita` di Segnale (SI) applicate a sistemi elettronici ad alte prestazioni, per il trattamento dell'informazione e le telecomunicazioni. Il progetto di tali sistemi impone continue sfide dovute alla necessita' sempre crescente di velocita', affidabilita' e prestazioni. L'alta velocita' richiede l'impiego di segnali digitali con un contenuto spettrale ad alta frequenza. Nei sistemi moderni allo stato dell'arte le frequenze coinvolte si trovano gia' nel range delle microonde per i segnali on-chip, e stanno raggiungendo il range delle microonde per i segnali off-chip. L'ampio range di frequenze, insieme alla tendenza inarrestabile verso livelli di packaging ed integrazione sempre piu' alti, rende le interazioni elettromagnetiche a livello di sistema sempre piu' forti. Cio' e' vero a livello di componente, di dispositivo e anche di sotto-sistema. Estendere il potenziale degli attuali modelli di predizione all'uso all'interno di strategie a livello di sistema rappresenta percio' un passo di enorme importanza, che deve ancora essere affrontato [1].

L'analisi e la caratterizzazione di EMC/SI di un dato sistema e' fortemente necessaria nei primi stadi (fase di post-layout) del progetto del sistema, pena il rischio di non soddisfare i requisiti di time-to-market per il prodotto. Il primo progetto deve essere quello corretto. Cio' richiede dei tool avanzati di modellamento e simulazione, capaci di >>>