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集成电路逻辑测试与验证基础技术研究
集成电路是电子工业的粮食,是信息产业的基础。集成电路技术迅速发展创造出巨额效益,大幅度提升了人们的生活品质。据统计,现代城市家庭平均拥有20块集成电路:电冰箱、洗衣机、微波炉、照相机、摄像机、移动电话、家用电脑、家用轿车等等无处不在。集成电路的质量关系到千家万户。
该项目主要针对当前国际集成电路测试与验证领域存在的尚未解决好的问题,结合我国集成电路设计和测试亟待解决的问题,研究集成电路逻辑测试及验证的机理和方法。集成电路设计中遗留的错误或制造中残留的缺陷若未能及时发现,将可能造成巨大的经济损失或者引起人员伤亡等灾难性的后果。
1994年,Intel公司发现其奔腾芯片浮点除法错误,使该公司损失5亿美元,就是因为芯片在投产前未能保证设计的准确性,事后又未能测试出该问题。“每一个集成电路的设计都需要进行严格的验证,每一片集成电路芯片都需要进行严格的测试”也成了Intel员工的口头禅。集成电路测试与验证的研究是十分必要的,有广泛应用前景。
该项目的研究内容涉及:电路建模、功能验证、可测试性设计、测试生成、故障模拟、测试调度、测试功耗等,有9个技术创新点:确定性双码测试集的产生器设计;可变双观测点的时延测试;基于聚类的RTL测试产生;多值逻辑临界路径跟踪故障模拟;低功耗测试对排序;并行测试的最优设计;线性复杂度的测试点插入;时序电路的测试生成;故障模拟的加速。
该项目的部分研究成果已被国内外同行多次引用,促进了集成电路设计、验证与测试的科学研究;部分研究成果已在国产通用CPU芯片龙芯—1设计中得到应用,成功解决了龙芯—1CPU样片设计验证和商业化量产质量检测的技术问题。社会效益显著、有潜在的巨大经济效益。
三峡大坝混凝土
耐久性及破坏机理研究
大坝常态混凝土是具有特殊组成和使用环境的混凝土,它水泥用量少、设计强度低、使用年限长,对耐久性要求高。大多数混凝土坝在建成若干年后就出现了程度不同的开裂、表面剥落等各种不同类型的破坏和老化现象,国家不得不花费大量的资金对混凝土坝体进行修补。为此,国内外在该领域进行了长期研究,得到一些成熟的技术措施,但对大坝混凝土耐久性尚难以很好地评价和控制,特别是缺乏从亚微观结构角度的研究,不利于很好地判断与提高大坝混凝土耐久性。
该项成果围绕均匀性、密实性和体积稳定性,结合原有的研究成果和其它单位同时进行研究,从微观、亚微观层次的分析入手,结合宏观性能分析与测试,将三峡大坝常态混凝土的亚微观结构与宏观性能相联系,阐明原材料性质和配合比设计对大坝常态混凝土亚微观结构的影响以及在宏观性能上的表现规律,由此得出三峡大坝常态混凝土可能的破坏机理和提高与保证其耐久性的一些组成和制备等的必要条件,提出为确保三峡大坝常态混凝土耐久性所需采取的技术措施并阐明其机理,为延长三峡大坝混凝土的安全使用寿命提供理论依据和建议。
该项成果在以下方面取得突破:在国内外水工混凝土研究中首次提出相同胶凝材料用量时,单位体积混凝土内的Ca(OH)2数量随粉煤灰掺量提高呈等比数列降低。在国内外通过水化产物、孔、界面、气泡结构等亚微观分析提出:从耐久性角度出发,大坝混凝土耐久性应该用90天的性能作为依据。在国内外首次提出在大坝混凝土中缓凝高效减水剂的作用机理,解释了可能由于中热水泥中SO3含量变化导致混凝土过度缓凝的原因,提出避免这一不正常凝结现象的措施。
高性能电加热曲面电磁屏蔽玻璃
用于野战部队武器装备上的计算机、仪器仪表视屏是造成电磁波泄漏的主要部位,并且在寒冷潮湿的环境中还会发生视屏结霜、结雾和液晶显示屏停止工作的情况。为了解决这些问题,该课题研制了高性能电加热曲面电磁屏蔽玻璃。
高性能电加热电磁屏蔽玻璃的研制,是将一块涂有屏蔽膜的玻璃和一块涂覆了电加热膜的玻璃及电加热温控系统用适宜的有机胶片在高温高压下层合,形成一块完整的,兼屏蔽和电加热功能于一体且透光性良好的电加热屏蔽玻璃。屏蔽性能是通过在玻璃上镀制一层一定阻值的导电薄膜来达到的,阻值越小,屏蔽性能越好,就能越有效地防止设备内部的电磁波泄露出去,以及外部的其他设备的电磁波干扰该设备,但透光率就会降低,所以要严格控制屏蔽膜层的阻值。加热功能也是靠在玻璃上镀制电加热膜来实现的,一方面要根据加热功率确定加热膜的阻值,另一方面要严格控制膜层的均匀性,从而保证加热的均匀性。
高性能电加热曲面电磁屏蔽玻璃的研制满足了军队在野战环境下工作时,对电子设备配套材料的需求,填补了国内空白。高性能电加热曲面电磁屏蔽玻璃不仅可以使用在军用装备中,而且还可以用于商业、信息、电子等多方面,有着广泛的应用前景。
超早强自流平水泥基灌浆料的研制与应用
目前,我国众多的隧道、铁路基床、高速公路等由于环境介质的侵蚀、地质构造和施工质量差等原因,经多年使用后,普遍出现病害现象。特别是铁路基床的病害会造成路基松动、下沉,严重影响行车安全。
整治病害的方法很多,灌浆是常用的一种方法,常用的灌浆材料有普通水泥、双快水泥、改性灌浆水泥、水玻璃水泥、丙凝、聚氨酯、环氧树脂等,根据工程病害的特点、病害的程度、功能的要求以及施工环境条件等选择相应的灌浆材料。另外,选择病害整治方法和材料时,还要考虑经济和环境保护等因素。以京广线大瑶山隧道为例,其病害的特点是强涌水、基床连同中心水沟墙脚一起“吊空”,并存在断裂现象,线路下沉,严重威胁行车安全。众所周知,京广线的铁路运输相当繁忙,大瑶山隧道是京广线的交通咽喉,高峰时每日对开列车90对以上,平均不到10分钟有一辆列车经过,无法承受传统的封锁断道、破底重整法进行病害整治所带来的巨额损失,只能在两辆列车的间隙采用灌浆法进行病害整治。基于上述条件,所选择灌浆材料必须既是抢修材料,又要具有结构材料和堵漏材料双重功能,同时要满足施工的可操作性。
超早强自流平灌浆料是结合铁道部重点工程——大瑶山隧道病害整治工程的基床病害的特点而研制的新型的、对环境无污染、造价低的水泥类灌浆材料,与传统的灌浆材料相比,流动性和可灌性好,凝结硬化快并且可以调整,30分钟强度高达10MPa,后期强度持续增长,28天达50MPa以上。同时它还具有良好的耐久性,如具有良好的微膨胀性,有利于灌浆材料于基层的牢固结合;碱含量低,能大大减少碱-集料反应的可能性;具有良好的抗渗性、耐硫酸盐侵蚀性等特点。
集成电路是电子工业的粮食,是信息产业的基础。集成电路技术迅速发展创造出巨额效益,大幅度提升了人们的生活品质。据统计,现代城市家庭平均拥有20块集成电路:电冰箱、洗衣机、微波炉、照相机、摄像机、移动电话、家用电脑、家用轿车等等无处不在。集成电路的质量关系到千家万户。
该项目主要针对当前国际集成电路测试与验证领域存在的尚未解决好的问题,结合我国集成电路设计和测试亟待解决的问题,研究集成电路逻辑测试及验证的机理和方法。集成电路设计中遗留的错误或制造中残留的缺陷若未能及时发现,将可能造成巨大的经济损失或者引起人员伤亡等灾难性的后果。
1994年,Intel公司发现其奔腾芯片浮点除法错误,使该公司损失5亿美元,就是因为芯片在投产前未能保证设计的准确性,事后又未能测试出该问题。“每一个集成电路的设计都需要进行严格的验证,每一片集成电路芯片都需要进行严格的测试”也成了Intel员工的口头禅。集成电路测试与验证的研究是十分必要的,有广泛应用前景。
该项目的研究内容涉及:电路建模、功能验证、可测试性设计、测试生成、故障模拟、测试调度、测试功耗等,有9个技术创新点:确定性双码测试集的产生器设计;可变双观测点的时延测试;基于聚类的RTL测试产生;多值逻辑临界路径跟踪故障模拟;低功耗测试对排序;并行测试的最优设计;线性复杂度的测试点插入;时序电路的测试生成;故障模拟的加速。
该项目的部分研究成果已被国内外同行多次引用,促进了集成电路设计、验证与测试的科学研究;部分研究成果已在国产通用CPU芯片龙芯—1设计中得到应用,成功解决了龙芯—1CPU样片设计验证和商业化量产质量检测的技术问题。社会效益显著、有潜在的巨大经济效益。
三峡大坝混凝土
耐久性及破坏机理研究
大坝常态混凝土是具有特殊组成和使用环境的混凝土,它水泥用量少、设计强度低、使用年限长,对耐久性要求高。大多数混凝土坝在建成若干年后就出现了程度不同的开裂、表面剥落等各种不同类型的破坏和老化现象,国家不得不花费大量的资金对混凝土坝体进行修补。为此,国内外在该领域进行了长期研究,得到一些成熟的技术措施,但对大坝混凝土耐久性尚难以很好地评价和控制,特别是缺乏从亚微观结构角度的研究,不利于很好地判断与提高大坝混凝土耐久性。
该项成果围绕均匀性、密实性和体积稳定性,结合原有的研究成果和其它单位同时进行研究,从微观、亚微观层次的分析入手,结合宏观性能分析与测试,将三峡大坝常态混凝土的亚微观结构与宏观性能相联系,阐明原材料性质和配合比设计对大坝常态混凝土亚微观结构的影响以及在宏观性能上的表现规律,由此得出三峡大坝常态混凝土可能的破坏机理和提高与保证其耐久性的一些组成和制备等的必要条件,提出为确保三峡大坝常态混凝土耐久性所需采取的技术措施并阐明其机理,为延长三峡大坝混凝土的安全使用寿命提供理论依据和建议。
该项成果在以下方面取得突破:在国内外水工混凝土研究中首次提出相同胶凝材料用量时,单位体积混凝土内的Ca(OH)2数量随粉煤灰掺量提高呈等比数列降低。在国内外通过水化产物、孔、界面、气泡结构等亚微观分析提出:从耐久性角度出发,大坝混凝土耐久性应该用90天的性能作为依据。在国内外首次提出在大坝混凝土中缓凝高效减水剂的作用机理,解释了可能由于中热水泥中SO3含量变化导致混凝土过度缓凝的原因,提出避免这一不正常凝结现象的措施。
高性能电加热曲面电磁屏蔽玻璃
用于野战部队武器装备上的计算机、仪器仪表视屏是造成电磁波泄漏的主要部位,并且在寒冷潮湿的环境中还会发生视屏结霜、结雾和液晶显示屏停止工作的情况。为了解决这些问题,该课题研制了高性能电加热曲面电磁屏蔽玻璃。
高性能电加热电磁屏蔽玻璃的研制,是将一块涂有屏蔽膜的玻璃和一块涂覆了电加热膜的玻璃及电加热温控系统用适宜的有机胶片在高温高压下层合,形成一块完整的,兼屏蔽和电加热功能于一体且透光性良好的电加热屏蔽玻璃。屏蔽性能是通过在玻璃上镀制一层一定阻值的导电薄膜来达到的,阻值越小,屏蔽性能越好,就能越有效地防止设备内部的电磁波泄露出去,以及外部的其他设备的电磁波干扰该设备,但透光率就会降低,所以要严格控制屏蔽膜层的阻值。加热功能也是靠在玻璃上镀制电加热膜来实现的,一方面要根据加热功率确定加热膜的阻值,另一方面要严格控制膜层的均匀性,从而保证加热的均匀性。
高性能电加热曲面电磁屏蔽玻璃的研制满足了军队在野战环境下工作时,对电子设备配套材料的需求,填补了国内空白。高性能电加热曲面电磁屏蔽玻璃不仅可以使用在军用装备中,而且还可以用于商业、信息、电子等多方面,有着广泛的应用前景。
超早强自流平水泥基灌浆料的研制与应用
目前,我国众多的隧道、铁路基床、高速公路等由于环境介质的侵蚀、地质构造和施工质量差等原因,经多年使用后,普遍出现病害现象。特别是铁路基床的病害会造成路基松动、下沉,严重影响行车安全。
整治病害的方法很多,灌浆是常用的一种方法,常用的灌浆材料有普通水泥、双快水泥、改性灌浆水泥、水玻璃水泥、丙凝、聚氨酯、环氧树脂等,根据工程病害的特点、病害的程度、功能的要求以及施工环境条件等选择相应的灌浆材料。另外,选择病害整治方法和材料时,还要考虑经济和环境保护等因素。以京广线大瑶山隧道为例,其病害的特点是强涌水、基床连同中心水沟墙脚一起“吊空”,并存在断裂现象,线路下沉,严重威胁行车安全。众所周知,京广线的铁路运输相当繁忙,大瑶山隧道是京广线的交通咽喉,高峰时每日对开列车90对以上,平均不到10分钟有一辆列车经过,无法承受传统的封锁断道、破底重整法进行病害整治所带来的巨额损失,只能在两辆列车的间隙采用灌浆法进行病害整治。基于上述条件,所选择灌浆材料必须既是抢修材料,又要具有结构材料和堵漏材料双重功能,同时要满足施工的可操作性。
超早强自流平灌浆料是结合铁道部重点工程——大瑶山隧道病害整治工程的基床病害的特点而研制的新型的、对环境无污染、造价低的水泥类灌浆材料,与传统的灌浆材料相比,流动性和可灌性好,凝结硬化快并且可以调整,30分钟强度高达10MPa,后期强度持续增长,28天达50MPa以上。同时它还具有良好的耐久性,如具有良好的微膨胀性,有利于灌浆材料于基层的牢固结合;碱含量低,能大大减少碱-集料反应的可能性;具有良好的抗渗性、耐硫酸盐侵蚀性等特点。