中华建设网讯 （通讯员 曹天）随着科技应用的不断发展,新一代电子设备对高速传输性能的要求急剧攀升。计算机系统、通讯系统等均在采用高速传输连接器以满足大数据量的互连与传输需要。高速连接器信号完整性问题从本质上讲即电磁问题,如今已成为一个急需解决的问题。近年来,国家持续在“十四五”科技规划中进行重大科技突围布局,其中包括“多功能与高能效集成电路”、“电子器件、射频电路关键技术”、“光电子器件及集成技术”、“ 宽禁带半导体” 、“面向5G/6G通信的信息功能材料”等115项内容。
今年年初,中国电磁仿真专家房志强担任国家“十四五”规划重点科研项目课题主持人,携手长电科技(JCET)工程部技术团队,共同完成了《高速背板连接器信号完整性研究》与《双存储控制系统中高速信号完整性设计》两项创新科研成果,为集成电路这一国家战略性新兴产业的更好更快发展做出了积极贡献。
高质量数字化人才
推动集成电路创新与应用
房志强,沈阳工业大学电子信息工程学学士,IEEE电气与电子工程师协会高级会员,目前已拥有超二十年的芯片设计、电磁仿真经验,曾先后担任工业富联(601138)信号完整性仿真工程师;立讯精密(002475)首席仿真工程师;Cadence (NASDAQ:CDNS)信号完整性验证工程师;华勤技术(603296)仿真模拟技术负责人。房志强目前于全球第三、中国大陆第一的半导体封测企业长电科技(JCET)担任电磁仿真专家,为芯片封装的SIPI(信号完整性)仿真设计、集成电路芯片设计等项目提供技术支持。
房志强具备扎实的数据结构与算法能力,熟练掌握C++、Python等各类开发语言,在大规模分布式系统、大数据系统、数据库、集成测试系统等方面拥有丰富的设计经验,同时还具有出色的数据分析及建模能力,能够对复杂软件架构、Linux操作系统等进行良好的优化。房志强目前已发表学术论文九部,其中,《利用层压基板转换高频集成雷达芯片进行系统级封装设计》获美国电气和电子工程师协会(IEEE)公开发行。
房志强拥有丰富的高速信号完整性验证经验,曾在全球最大的EDA(电子设计自动化)软件集团 Cadence (NASDAQ:CDNS)工作近七年时间,期间,房志强担任产品研发部信号完整性验证工程师,运用扎实的电子信息工程知识,协同Code Deve loper和AE解决IC-Package-PCB的信号,电源完整性的实际问题, 包含利用PowerSI,PowerDC等仿真工具,对PDN电源完整性进行评估与优化,利用SystemSI进行DDRx与Serdes的系统级仿真等工作,在房志强的贡献下, Cadence 持续为超大规模计算、5G通讯、汽车、消费电子、工业制造、生物医疗等最具活力的应用市场交付先进的半导体技术解决方案,卓越的技术服务遍布全球各地。
目前,高速电连接器使用范围的扩大及使用频率的提升对高速信号传输完整性提出更高的要求。尤其是在一些高精密设备、系统中的应用,有效处理信号完整性问题能够使高速电连接器拥有更大的发展空间。为了更好地提高高速电连接器的传输质量,房志强特在课题报告《高速背板连接器信号完整性研究》中搭建了一整套针对信号完整性问题的测试系统,通过充分的实际测试,最终成功验证了仿真结果及高速连接器的传输性能。
房志强首先将高速背板连接器作为研究对象,利用矢量网络分析仪、时域反射计TDR、误码率分析仪、宽带示波器搭建用于高速传输测试系统,测试高速连接器 TDR 曲线、插入损耗 S21、近端串扰、远端串扰、眼图以及误码率,后采用三维全波电磁仿真软件 Ansoft HFSS,从频域对高速连接器进行分析、参数提取、建模仿真,最后根据仿真分析结果和测试结果归纳总结保证高速数据可靠传输的连接器的设计规则。
经过数月的研究与实践,房志强成功设计并实现了用做研究高速连接器信号完整性的试验验证系统。
深入优化数据储存系统
赋能全球信息科技产业发展
房志强指出:当前,全球各行各业所产生的数据正在加速增长,由此对系统的性能也提出了更高的要求。例如,在雷达高速信号采集存储、通信领域高速数据流存储分析系统等大宽带信号应用场景中,高精度检测设备产生的海量高速数据均需要能快速读写和连续工作的大容量、高可靠数据存储系统来完成不同场景下的数据存储服务。
为了更好的提升数据储存系统的性能,房志强特针对双模冗余(duplication redundancy)存储控制系统的设计优化展开了课题研究。
房志强针对反射、串扰、过孔、连接器对高速信号质量的影响进行了全面分析。为了保证整个系统的高可靠性以及数据传输的高速率和高可靠性,房志强对PCIE 信号、SATA 数据信号等高速信号链路进行系统仿真,并对成板后的实际信号眼图进行了测量。通过对最终数据的分析研究后,房志强特针对系统中所涉及的高速信号链路走线方法提出了一系列的优化措施,给出了详尽的解决方案及优化手段,并在实际应用中验证了设计的正确性及可用性。最终,课题研究《双存储控制系统中高速信号完整性设计》顺利结题。
经房志强优化措施后的双控存储系统在零下40摄氏度至50 摄氏度的环境温度下可持续稳定工作,并且存储控制板与四块单盘组成的磁盘阵列之间的数据传输速率在 RAIDO 模式下可达 800 MBps,较以往的数据传输速率提高30%,因此,该双控储存系统成功成为高可靠、高性能的存储控制系统。
2023年4月,经华促进会素质教育委员会(Huaxia Culture Promotion Association Quality Education Committee)专家委员会研究评定,房志强的两项课题成果因突出的科学性、规范性、创新性和应用价值优势,而成功摘得“教育科研成果一等奖”,同时,两项课题报告也被纳入到华促会素质教育委员会教育科研办公室教育发展规划最终科研成果中。
当前,中国科技的征途犹如星辰大海,从芯片、5G,到人工智能等等均是科技行业的重要布局。中国的前沿科技征途不仅仅是技术的突破,更是人类智慧和创造力的结晶。在这条科技征途中,中国的科学家、工程师们正以无比的热情和勇气,用科技的力量推动着中国的崛起。对于未来,房志强表示:“我们将积极顺应时代发展,提升综合实力,勇于攻克难关,勤于突破创新,持续赋能信息技术工作,不断交出令人满意的答卷。”
