Araştırma

From The Emerging Circuits and Computation Group at ITU
Revision as of 01:12, 21 December 2015 by Altun (Talk | contribs)

Jump to: navigation, search

Araştırmalarımızın amacı, elektronik devre ve sistemler için hesaplama, devre tasarımı ve güvenilirlik konularında yeni yaklaşımlar geliştirmektir. Araştırmalarımız temelde yeni ve gelişen teknolojileri hedef almaktadır.

Contents

Nano Dizinler ile Hesaplama

CMOS tranzistör boyutlarındaki küçülme trendi günümüzde kritik bir noktaya ulaşmıştır ve bu trendin yakın gelecekte sonlanacağı öngörülmektedir. Bu noktada araştırmalar yeni nanoteknolojilere ve moleküler düzeyde kendiliğinden üretilebilen (self-assembled) sistemlere kaymaktadır. Litografi gibi karmaşık yollarla üretilen geleneksel CMOS tabanlı teknolojilerden farklı olarak, nano düzeydeki teknolojiler genellikle düzenli yapılardan oluşmaktadır. Bu teknolojilerde lojik fonksiyonlar nano dizinlerdeki çaprazlayıcı anahtarlarla gerçeklenmektedir. Önerdiğimiz model, dört uçlu anahtarlardan oluşan ağlar, bu tip nano dizinlere yöneliktir. Modelimiz nanotel anahtarlamalı dizinler ve manyetik nano anahtarlamalı devreler gibi birçok yeni nano düzeydeki teknolojiye uygulanabilmektedir.

Sentez

Claude Shannon 1947 yılında sunduğu mastır tezinde devrim niteliğinde bir hesaplama modeli sunmuştur. Bu model ile Shannon, herhangi bir Boolean fonksiyonun iki uçlu anahtarlardan oluşan bir ağ ile gerçeklenebileceğini göstermiştir. Shannon’ın bu çalışması milyarlarca tranzistörlerden oluşan modern CMOS devrelerin temelini oluşturmaktadır. Biz bu çalışmada dört uçlu anahtar bazlı yeni bir model sunduk ve bu model ile herhangi bir Boolean fonksiyonun gerçeklenebileceğini gösterdik. Modelimizin nano dizin tabanlı devre tasarım tekniklerine temel oluşturması amaçlanmaktadır.

Arastirma-1.png

Güvenilirlik

Yüksek hata oranları içeren nano dizinler için matematiksel pörkülasyon teorisine dayanan yeni bir hata tolerans tekniği geliştirdik. Bu teknik ile dizinlerdeki rastgele hatalar tolere edilebilecek ve böylece Boolean fonksiyonları güvenilir olarak gerçeklenebilecektir.

Seçilmiş Yayınlar
başlık: Logic Synthesis for Switching Lattices
yazarlar: Mustafa Altun ve Marc Riedel
makale: IEEE Transactions on Computers,
Vol. 61, Issue 11, pp. 1588–1600, 2012.
bildiri: Design Automation Conference, Anaheim, CA, 2010.
bildiri: International Conference on Computational Modelling of
Nanostructured Materials (ICCMNM)-FIAS
, Frankfurt, Germany, 2013.

PDF.png
Yayın

PPT.jpg
Sunum

başlık: Synthesizing Logic with Percolation in Nanoscale Lattices
yazarlar: Mustafa Altun ve Marc Riedel
makale: International Journal of Nanotechnology and Molecular Computation,
Vol. 3, Issue 2, pp. 12–30, 2011.
bildiri: Design Automation Conference, San Francisco, CA, 2009.

PDF.png
Yayın

PPT.jpg
Sunum

Proje Desteği
başlık: Nano Anahtarlamalı Dizinlerin Sentezi ve Güvenilirlik analizi
kurum & program: TÜBİTAK Kariyer Geliştirme Programı (3501)
süre: 2014-2017
başlık: Nanodizinler ile Lojik Devre Tasarımı
kurum & program: TÜBİTAK Üniversite Öğrencileri Yurt İçi Araştırma Projeleri Destek Programı (2209/A)
süre: 01/2014-07/2014


Elektronik Kartların Güvenilirliği

Elektronik sektöründe yaşanan baş döndürücü gelişmeler, elektronik devre ve sistemlerin güvenilirliği kavramını yeniden şekillendirmiştir. Elektronik ürünlerin günümüzdeki hızlı üretim döngüleri, uzun süreli ve masraflı olan geleneksel hızlandırılmış testlerin öneminin azalmasına neden olmuştur. Biz bu çalışmada görece masrafsız ve yüksek doğruluklu bir güvenilirlik analizi metodolojisi önerdik. Bu noktada saha verileri, yeni hızlandırılmış testler ve hata fiziği tabanlı benzetimlerden yararlandık. Çalışmalarımız Avrupa'nın en büyük ev aletleri ve beyaz eşya üreticilerinden biri olan Arçelik A.Ş. ile birlikte yürütülmektedir.

Arastirma-3.png

Saha Verileri ile Analiz ve Tahmin

Elektronik kartların saha arıza verilerini kullanarak güvenilirlik analizi yaptık. Analizimiz filtreleme ve modelleme aşamalarından oluşmaktadır. Filtreleme aşamasında, açık ve gizli hataların yer aldığı uygunsuz verileri tüm veri setinden eledik. Modelleme aşamasında, filtrelenmiş verileri kullanarak parçalı güvenilirlik modelimizi geliştirdik. Güvenilirlik analizimiz, verilerin ileri ve geri yönde incelenmesine dayanan yeni bir yaklaşımdır.

Elektronik kartların kısa süreli saha verilerini kullanarak, garanti süresi içerisindeki güvenilirlik performanslarını yüksek doğrulukta tahmin ettik. Bu çalışmada kullandığımız kartların garanti süresi 3 yıldır ve kullandığımız veri seti 3 aylıktır.

Seçilmiş Yayınlar
başlık: Warranty Forecasting of Electronic Boards using Short-term Field Data
yazarlar: Vehbi Comert, Mustafa Altun, Mustafa Nadar ve Ertunc Erturk
bildiri: Reliability and Maintainability Symposium, Palm Harbor, FL, 2015.

PDF.png
Yayın

PPT.jpg
Sunum

başlık: Reliability Prediction of Electronic Boards by Analyzing Field Return Data
yazarlar: Vehbi Comert, Hadi Yadavari, Mustafa Altun ve Ertunc Erturk
bildiri: European Safety and Reliability Conference, Wroclaw ,Poland, 2014.

PDF.png
Yayın

PPT.jpg
Sunum

Proje Desteği
başlık: Beyaz Eşya Elektronik Kartları için Yüksek Doğruluklu bir Güvenilirlik Analizi Metodolojisi
kurum & program: TÜBİTAK Üniversite-Sanayi İşbirliği Programı (1505)
süre: 2013-2015
başlık: CMOS Tranzistörlerin Geçit Oksidi Kırılmalarının İncelenmesi ve Modellenmesi
kurum & program: TÜBİTAK Sanayi Odaklı Lisans Bitirme Tezi Destekleme Programı (2241/A)
süre: 2013-2014


Kuantum Devre Tasarımı

Sentez ve Optimizasyon

Tersinir Boolean fonksiyonları kuantum kapılar ile gerçekleyen hızlı bir algoritma önerdik. Önerdiğimiz algoritma, her bir fonksiyon için zaman alıcı bir arama yapmak yerine temel fonksiyonları kullanmaktadır ve sonrasında sıralama yapmaktadır. Örnek vermek gerekirse, toplamda 20922789888000 fonksiyonun olduğu 4 bit devrelerdeki temel fonksiyon sayısı yalnızca 120'dir.

Kuantum kapıların fiziksel yapılarını incelediğimizde, literatürde optimum alan olarak sunulan çözümlerin aslında optimum olmadığını gösterdik ve bu çözümleri iyileştirdik.

Seçilmiş Yayınlar
başlık: An Efficient Algorithm to Synthesize Quantum Circuits and Optimization
yazarlar: Ömercan Susam ve Mustafa Altun
bildiri: IEEE International Conference on Electronics Circuits and Systems,
Marseille, France, 2014.

PDF.png
Yayın

PPT.jpg
Sunum

Proje Desteği
başlık: Kuantum Devre Tasarımı ve Hesaplama
kurum & program: İstanbul Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Programı (İTÜ-BAP)
süre: 2014-2015
başlık: Kuantum Devre Sentezi
kurum & program: TÜBİTAK Öncelikli Alanlara Yönelik Yurtiçi Yüksek Lisans Burs Programı (2210/C)
süre: 2014-2015


Analog Devre Tasarımı

Pozitif Geribesleme

Geleneksel olarak analog devreler pozitif geribesleme çevrimleri içermemelidirler. Aykırı gözükse de, biz bu çalışmada akım kuvvetlendiricilerin giriş empedanslarını pozitif geribesleme kullanarak başarıyla iyileştirdik. Ek olarak yeni bir tamamen farksal akım kuvvetlendirici devresi önerdik ve bu devreyi filtre uygulamalarında test ettik.

Seçilmiş Yayınlar
başlık: Design of a Fully Differential Current Mode Operational Amplifier with its Filter Applications
yazarlar: Mustafa Altun ve Hakan Kuntman
makale: AEU International Journal of Electronics and Communications,
Vol. 62, Issue 3, pp. 39–44, 2008.
bildiri: ACM Great Lakes Symposium on VLSI (GLSVLSI), Stresa, Italy, 2007.

PDF.png
Yayın

PPT.jpg
Sunum


Ayrık Matematik

"Self Duality" Problemi

IDNF (irredundant disjuntive normal form) formundaki monoton bir Boolean fonksiyonun self-dual olup olmadığının zaman karmaşıklığında belirlenmesi, matematikte çözülememiş önemli problemlerden biridir. Bu çalışma bu ünlü problem üzerinedir. Biz bu çalışmada IDNF formundaki monoton Boolean fonksiyonların değişken sayısının çarpım (disjunct) sayısından fazla olamayacağını gösterdik. Ayrıca n sayıda çarpım ve n sayıda değişken içeren IDNF formundaki monoton Boolean fonksiyonların, self-dual olup olmadığını bulan bir algoritma geliştirdik. Algoritmanın zaman karmaşıklığı O(n^3)'dür.

Seçilmiş Yayınlar
başlık: A Study on Monotone Self-dual Boolean Functions
yazarlar: Mustafa Altun ve Marc Riedel
makale: ..., 2014.

PDF.png
Yayın

PPT.jpg
Sunum

Personal tools
Namespaces

Variants
Actions
ECC
ECC (In Turkish)
Toolbox