Multi-dimensional yield-aware optimization of the analog and heterogeneous circuits
Analog ve heterojen devrelerin çok amaçlı verim optimizasyonu
- Tez No: 662096
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜNHAN DÜNDAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Analog tümleşik devreler, Mikroelektromekanik sistemler, Robust optimizasyon, Analog integrated circuits, Microelectromechanical systems, Robust optimization
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sayısal devre tasarımı çok sayıda CAD yazılımıyla destekleniyor olsa da analog devre ve MEMS tasarımları genellikle uzman tasarımcılar tarafından manuel olarak yapılmaktadır. Analog devre tasarıminda transistör boyutlarındaki küçülmeyle birlikte proses sapmalarının devre performansına olan etkisinin artması, analog devre tasarımında verim optimizasyonunu çok önemli kılmaktadır. Bu sebeple analog devre tasarım sürecine dahil edilecek şekilde kullanılabilecek verim optimizasyonu teknikleri geliştirilmelidir. Diğer taraftan MEMS tasarımı, mekanik ve elektronik blokları bir araya getiren fiziksel heterojenlik içermesi bakımından uzman tasarımcılar gerektiren bir süreçtir. Endüstri tarafından bugün izlenen temel yöntem mekanik sensör ile elektronik okuma devresinin ayrı ayrı tasarlandıktan sonra bir araya getirilerek sistem tasarımının gerçekleştirilmesidir. Bu yöntemin farkli blokların eşleştirilmesi sırasında ortaya çıkan, sistem spesifikasyonlarinin sensör ve okuma devresi arasında ideal olmayan şekilde paylaştırılması ve bu spesifikasyonlarin ihlal edilmesi gibi problemleri mevcuttur. Bu sebeple sensör ve okuma devresinin birlikte optimize edildiği yöntemlere ihtiyaç vardır. Bu tez çalışması, temel olarak analog devre ve MEMS tasarımında kullanılabilecek çok amaçlı verim optimizasyonu tekniklerinin geliştirilmesi ve bunların örnek devre ile sistemler üzerinde test edilmesini kapsamaktadır. Tez çalışması kapsamında, yeni bir verim optimizasyonu yöntemi geliştirilmiş ve bu yöntem halihazırda bulunan tekniklerle karşılaştırılarak önerilen yöntemin üstünlüğü gösterilmiştir. Verim optimizasyonu çalışmalarına ek olarak, ilk kez, mekanik sensör ve elektronik okuma devresinin birlikte optimize edildiği bir yazılım geliştirilmiş ve bir MEMS ivme-ölçer sistemi üzerinde test edilmiştir. Geliştirilen verim optimizasyonu teknikleri de bu yazılıma dahil edilerek çok amaçlı ve gürbüz MEMS tasarımları geliştirilen yazılımlar aracılığıyla elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Even though the design of digital circuits is well supported by several CAD tools, this is not the case for analog circuits and MEMS where the design is typically hand-crafted by expert designers. Several tools have been implemented for trade-off exploration in analog circuits; however, yield-optimization is a hot and vital topic considering that process variations have deteriorated along with the feature sizes scaling down; hence, physical variations originating from manufacturing process have a huge impact on yield. Therefore, efficient yield-aware optimization methodologies for analog ICs are needed. MEMS design, on the other hand, requires a lot of expert knowledge, which implies long design times and increased cost due to this physical heterogeneity. The approach followed by the industry, based on composing separately designed sensors and read-out circuitry, has several issues such as inappropriate partitioning of system specifications or potential violation of system level constraints during the coupling process of the these devices. Hence, design methodologies which can obtain globally optimal MEMS by performing co-optimization of the sensor and the circuit are needed. This study is mainly focused on developing and implementing novel and generic design methodologies for multi-objective yield-aware optimization of analog circuits and MEMS. A novel yield optimization technique has been proposed and compared with the existing approaches and has provided very promising results for yield-aware Pareto Front generation. Besides the work conducted for yield-aware optimization, co-optimization of MEMS and analog circuits has been performed for the first time by jointly optimizing a mechanical accelerometer sensor and an electronic read-out circuitry. The implemented yield-aware optimization techniques have been integrated into the co-optimization loop to enable yield-aware multi-objective optimization of MEMS.
Benzer Tezler
- Gelişmiş makine öğrenmesi ile sermaye piyasalarında kısa vadeli yön tahmini ve dinamik TP/SL analizi
Short-term direction forecasting in capital markets with advanced machine learning and dynamic TP/SL analysis
EMRE ARI
Doktora
Türkçe
2026
İstatistikİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALP ÜSTÜNDAĞ
- Nöromorfik hesaplama ve memristor tabanlı ağ saldırı tespit sistemleri: Siber güvenlikte yeni yaklaşımlar
Neuromorphic computing and memristor-based network attack detection systems: New approaches in cyber security
YUSUF ETKA KÖYLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLHAN KOCAARSLAN
- Mali yapı analizlerinde çok boyutlu modeller
Multi-dimensional models in financial structural analyses
SERKAN ANIL
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET BOLAK
- Active learning for semantic image segmentation through conformal risk control
Konformal risk kontrolü ile semantik görüntü bölütleme için etkin öğrenme
CAN ERHAN
Doktora
İngilizce
2026
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NAZIM KEMAL ÜRE
- Effects of organizational and individual dynamic capabilities on business model innovation and sme performance
Örgütsel ve bireysel dinamik yeteneklerin iş modeli yenilikçiliği ve kobi performansı üzerindeki etkiler
SEHER ÖĞRENCİ
Doktora
İngilizce
2024
İşletmeİstanbul Teknik Üniversitesiİşletme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LUTFİHAK ALPKAN