微机械虚拟运行的实现框架

简要论述了虚拟运行在MEMS设计系统[1,2 ] 中的重要性 ,引入了动态运动规律和数学库的概念 ,提出了在单机多任务系统上 ,以事件发生时间推进的机制 ,带有多个运动部件及其运动规律的微机械系统虚拟运行实现框架。并结合静电微马达和双金属驱动微流量泵为例 ,分析了虚拟运行中数学库的组织 ,动态运动规律的产生过程以及三维可视化的实时问题 ,所提出并采用的实现框架适用于微马达[3] 、微泵[4 ] 、微加速度计[5] 等微电子机械系统的设计和虚拟运行     

电容式微加速度计的研制

以一个电容式微加速度计为设计实例来介绍了基于IP库MEMS设计的流程,其中主要包括四个部分:原理分析,结构设计,工艺流程和版图设计,封装及电路测试。首先根据需求设计出加速度计的基本结构;然后对该结构进行工艺流程和版图的设计;并利用虚拟工艺来进行仿真和可加工性验证;得到的三维结构通过接口导出到FEM中进行数值分析;接着将数值分析的结果进行基于FEM的运动学建模;求解得到的运动规律,以宏模型的形式存入IP库中;与此同时,利用虚拟运行进行可视化行为级的仿真。     

微机械虚拟运行的实现框架

简要论述了虚拟运行在MEMS设计系统中的重要性,引入了动态运动规律和数学库的概念,提出了在单机多任务系统上,以事件发生时间推进的机制,带有多个运动部件及其运动规律的微机械系统虚拟运行实现框架。并结合静电微马达和双金属驱动微流量泵为例,分析了虚拟运行中数学库的组织,动态运动规律的产生过程以及三维可视化的实时问题,所提出并采用的实现框架适用于微马达、微泵、微加速度计等微电子机械系统的设计和虚拟运行。     

MEMS器件虚拟运行中运动规律求解器的设计与实现

针对虚拟运行（在器件动态模型的基础上对MEMS器件运动性能进行评测的设计工具,其作用在于建立MEMS设计参数与器件运行之间的直接联系）中运动规律的联立、求解和实时仿真等问题,分析了几种典型MEMS器件的动态模型,提出了运动规律求解器的设计原理和体系结构,其中包括三项关键技术：物理运动规律在部件库系统中的形式化表示,物理问题自动求解的推理算法,以及离线编译的优化技术。最后,设计和实现了运动规律求解器原型系统,并在该系统中测试了微泵的虚拟运行,达到了通过修改阀片设计参数和膜片驱动参数实时观察虚拟运行中状态相应变化的目标,即在微泵的设计参数与其运行之间建立了直接的关联关系。     

微机械虚拟运行的实现框架

简要论述了虚拟运行在MEMS设计系统[1,2]中的重要性,引入了动态运动规律和数学库的概念,提出了在单机多任务系统上,以事件发生时间推进的机制,带有多个运动部件及其运动规律的微机械系统虚拟运行实现框架.并结合静电微马达和双金属驱动微流量泵为例,分析了虚拟运行中数学库的组织,动态运动规律的产生过程以及三维可视化的实时问题,所提出并采用的实现框架适用于微马达[3]、微泵[4]、微加速度计[5]等微电子机械系统的设计和虚拟运行.     

分布式工作流中的自适应实时任务调度方法

为提高分布式工作流中实时任务的调度效率,提出了一种基于比例-积分-微分控制的自适应任务调度方法.该方法采用基于动态关键路径的任务分配策略把任务分配到不同的流程引擎上,并通过任务调度器对任务进行调度.任务调度器根据准入控制器和比例-积分-微分控制器的计算结果,采用弹簧算法调整流程引擎中实时任务的各项参数,以便让流程引擎处理尽可能多的任务.此外,为了防止系统的瞬时过载,自适应任务调度方法采用了准入控制策略.该策略根据系统当前的负载情况实时对进人系统的任务数量进行控制,保证了系统的稳定运行.     

一种电容式微加速度计的结构设计和工艺仿真

微硅电容式加速度计是目前微硅加速度传感器发展的主流,本文在硅-玻璃阳极键合工艺同深槽刻蚀工艺相结合的加工技术基础之上设计了一种电容式微加速度计,该结构将两种改变平行板电容量的方式有效的结合在一起,提高了结构的灵敏度并具有较好的线性度.最后,对所设计的结构进行了工艺仿真,通过虚拟工艺仿真结果与设计进行比较,论证了结构的基本可行性.     

微泵动态模型和虚拟运行

虚拟运行是MEMS器件运行规律的图形化展示,虚拟运行的基础是器件动态模型.首先分析了微泵的静态模型.以有限元分析数据为起点,获得了膜片静态模型.随后给出了阀片的静态模型,得到变形解析表达式且只包含压力变化量.然后以静态模型为基础,从分析微泵运行机制入手,从并不充分的实验数据中得到微泵的动态运行规律.最后基于上述动态模型实现了微泵的虚拟运行,对照实测实验结果,它具有较高的精度.在虚拟环境中可以在线看到虚拟运行状态的相应变化,最终达到了在设计参数和器件运行之间建立直接联系的目标.     

基于IP库的MEMS设计系统

针对MEMS设计系统中机械性能仿真不足、设计与加工脱节、缺少工艺验证等问题,借鉴了IC设计可重用思想,引入了具有知识产权的功能模块--IP的概念,提出了基于IP库的MEMS设计方法.该方法是Top-Down和Bottom-Up设计相结合的方法,其核心是MEMS IP库,关键技术包括IP库、虚拟工艺、虚拟运行等,分别对应IP管理、工艺级仿真系统以及器件行为级仿真系统.最后以电容式微加速度计设计为例,对双梁、四梁、疏齿等6种不同的结构分别进行了设计仿真、流水加工,封装和测试的过程,完成了器件从设计到成品的整个流程,验证了本文提出的设计方法和设计系统的有效性和正确性.     

MEMS虚拟运行中的运动规律求解器

介绍了基于部件库的MEMS设计系统中虚拟运行的运动规律求解器.提出了运行中规律求解和实时问题的解决方法,介绍了AI领域中问题自动求解的研究,把推理算法和编译技术结合在一起,描述了运动规律求解器的实现框架.