Synthesis of a serial-to-parallel converter based on the GaAs D-mode phemt technology using the evolutionary algorithms

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A new approach to the synthesis of a serial-to-parallel converter (SPC) based on the 0.25 μm GaAs D-mode pHEMT process is presented. Evolutionary algorithms application to solve SPC synthesis problem is shown. Solution, that have same structure as designer solution but with less power consumption, propagation delay and theoretically less total area is obtained. Its operability has been proved by comparison between simulated and measured data. Synthesis process takes up to 12 hours.

Full Text

Restricted Access

About the authors

D. V. Bilevich

Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics

Email: andrei.salnikov@main.tusur.ru
Russian Federation, Lenina st., 70, Tomsk, 634050

A. S. Salnikov

Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics

Author for correspondence.
Email: andrei.salnikov@main.tusur.ru
Russian Federation, Lenina st., 70, Tomsk, 634050

A. E. Goryainov

Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics

Email: andrei.salnikov@main.tusur.ru
Russian Federation, Lenina st., 70, Tomsk, 634050

I. M. Dobush

Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics

Email: andrei.salnikov@main.tusur.ru
Russian Federation, Lenina st., 70, Tomsk, 634050

A. A. Kalentyev

Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics

Email: andrei.salnikov@main.tusur.ru
Russian Federation, Lenina st., 70, Tomsk, 634050

A. A. Popov

Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics

Email: andrei.salnikov@main.tusur.ru
Russian Federation, Lenina st., 70, Tomsk, 634050

References

  1. Liu B., Zhao D., Reynaert P., Gielen G. G.E. // IEEE Trans. 2011. V. CDI-30. № 10. P. 1458. doi: 10.1109/TCAD.2011.2162067
  2. Castejon F., Carmona E. J. // IEEE Access. 2020. V. 8. P. 137275. doi: 10.1109/ACCESS.2020.3011641
  3. Ding D., Zhang X., Zhang J. et al. // Proc. 2019 Int. Conf. Microwave and Millimeter Technology (ICMMT). Guangzhou 19–22 May. N.Y.: IEEE, 2019. Paper No. 8992460. doi: 10.1109/ICMMT45702.2019.8992460
  4. Koziel S., Bekasiewicz A. // IEEE Trans. 2016. V. MTT-64. № . 8. P. 2454. doi: 10.1109/TMTT.2016.2583427
  5. Koziel S., Bekasiewicz A., Kurgan P., Bandler J. W. // Proc. 2015 IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Phoenix. 17–22 May. N.Y.: IEEE, 2015. Paper No. 7166738. doi: 10.1109/MWSYM.2015.7166738
  6. Nishino T., Itoh T. // IEEE Trans. 2022. V. MTT-50. № . 9. P. 2048. doi: 10.1109/TMTT.2002.802314
  7. Brito L. C., de Carvalho P. H.P. // Proc. 2003 SMBO/MTT-S Int. Microwave and Optoelectronics Conf. (IMOC). Foz do Iguacu. 23–20 Sept. N.Y.: IEEE, 2003. P. 135. doi: 10.1109/IMOC.2003.1244846
  8. Akada T., Fujimori K. // Proc. EuMC. Utrecht. 12–14 January. N.Y.: IEEE, 2021. P. 61. doi: 10.23919/EuMC48046.2021.9337992
  9. Majumder A., Chatterjee S., Chatterjee S. et al. // IEEE Microwave Wireless Components Lett. 2017. V. 27. № 4. P. 362. doi: 10.1109/LMWC.2017.2678437
  10. Liu B., Yang H., Lancaster M. J. // IEEE Trans. 2017. V. MTT-65 № 6. P. 1976. doi: 10.1109/TMTT.2017.2661739
  11. Anselmi N., Poli L., Rocca P., Massa A. // IEEE Trans. 2018. V. AP-66. № 12. P. 6906. doi: 10.1109/TAP.2018.2874433
  12. Choi K., Jang D.-H., Kang S.-I. et al. // IEEE Trans. 2016. V. MAG-52. № 3. P. 1. doi: 10.1109/TMAG.2015.2486043
  13. Ramella C., Longhi P. E., Nasri A. et al. // Proc. 2020 Int. Workshop on Integrated Nonlinear Microwave and Millimetre-Wave Circuits (INMMiC). Cardiff. 16–17 July. N.Y.: IEEE, 2020. Paper No. 9160147. doi: 10.1109/INMMiC46721.2020.9160147
  14. Pirola M., Quaglia R., Ghione G. et al. // Microelectronics J. 2014. V. 45. № 7. P. 864. doi: 10.1016/j.mejo.2014.04.036
  15. Harris M., Gui P. // Proc. 207 Texas Symp. on Wireless and Microwave Circuits and Systems (WMCS). Waco. 30–31 Mar. N.Y.: IEEE, 2017. Paper No. 8070676. doi: 10.1109/WMCaS.2017.8070676
  16. Bentini A., Pasciuto B., Ciccognani W. et al. // Int. J. Microwave Sci. Technol. 2011. V. 14. № 20. Article ID387137. doi: 10.1155/2011/387137
  17. Zhou S., Zhou S., Zhang J. et al. // Electronics. 2019. V. 8. № 4. Article No. 395. doi: 10.3390/electronics8040395
  18. Jeong J.-C., Yom I.-B., Kim J.-D. et al. // IEEE Trans. 2018. V. MTT-66. № 5. P. 2220. doi: 10.1109/TMTT.2017.2786698
  19. Ramella C., Estebsari M., Nasri A., Pirola M. // Electronics. 2021. V. 10. № 23. Article No. 3029. doi: 10.3390/electronics10233029
  20. Билевич Д. В. // Электрон. техника. Сер. 1. СВЧ-техника. 2021. V. 3. № 550. P. 26.
  21. Kim D., Yeom K. // Microwave Opt. Technol. Lett. 2020. V. 62. № 6. P. 2289. doi: 10.1002/mop.32294
  22. Lee C.-D., Lee D., Yeom K. // J. Korean Inst. Electromagn. Eng. Sci. 2018. V. 29. № 3. P. 171. doi: 10.5515/KJKIEES.2018.29.3.171
  23. Wang K., Wang Z., Wang G. et al. // IEICE Electron. Express. 2017. V. 14. № 20. P. 1. doi: 10.1587/elex.14.20170924
  24. Lee H., Kim Y., Lee I. et al. // Electronics. 2020. V. 9. № 8. Article No. 1327. doi: 10.3390/electronics9081327
  25. Stesev G., Budanov D., Balashov E. et al. // Proc. 2020 IEEE Int. Conf. on Electrical Engineering and Photonics (EExPolyTech). St. Petersburg. 15–16 Oct. N.Y.: IEEE, 2020. P. 67. doi: 10.1109/EExPolytech50912.2020.9243862
  26. Shur M. GaAs Devices and Circuits. Boston: Springer US, 1987.
  27. Bilevich D., Salnikov S., Dobush I. // Proc. 2022 Int. Siberian Conf. on Control and Communications (SIBCON). Tomsk. 17–19 Nov. N.Y.: IEEE, 2022. Paper No. 10002977. 1. doi: 10.1109/SIBCON56144.2022.10002977
  28. Soto A. T., Ponce De León Sentí E. E., Aguirre A. H. et al. // Computación y Sisemas. 2010. V. 13. № 4. P. 409.
  29. Rengasamy Di., Rothwell B., Figueredo G. P. // Proc. 2020 Int. Joint Conf. on Neural Networks (IJCNN). Glasgow. 19–24 July. N.Y.: IEEE, 2020. Paper No. 9207051. doi: 10.1109/IJCNN48605.2020.9207051
  30. Qi J., Du J., Siniscalchi S. M. et al. // IEEE Trans. 2020. V. SP-68. P. 3411. doi: 10.1109/TSP.2020.2993164
  31. Burrier R. A., Singh H. P., Sadler R. A. et al.// Proc. 1990 IEEE Int. Symp. on Circuits and Systems. N.Y.: IEEE, 1990. V. 1. P. 587. doi: 10.1109/ISCAS.1990.112129

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Block diagram of the digital control driver.

Download (37KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Schematic diagram of a shift register based on NOR elements.

Download (11KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Variations of inverter circuit implementation.

Download (11KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Block diagram of the genetic algorithm.

Download (18KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Graph of the penalty function.

Download (11KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. The resulting schematic diagram of the inverter.

Download (1KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Microphotograph of the manufactured driver bit.

Download (34KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Diagram of the measuring setup: 1 – oscilloscope, 2 – coaxial connection, 3 – arbitrary waveform generator, 4 – coaxial cable, 5 – triaxial cable, 6 – crystal, 7 – low-frequency probe.

Download (8KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Characteristics of a four-bit shift register: 1 – modeling; 2 – measurement.

Download (29KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Characteristics of one bit of the control driver: 1 – modeling; 2 – measurement.

Download (26KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».