فهرست مطالب

مجله مهندسی برق و الکترونیک ایران
سال بیست و یکم شماره 1 (بهار 1403)

  • تاریخ انتشار: 1402/12/11
  • تعداد عناوین: 15
|
  • موسی یوسفی* صفحات 1-9

    رشد فزاینده اندازه داده ها در سیستم های پردازشی دیجیتال، باعث افزایش تعداد اتصالات بین بلوک های مختلف سیستم های پردازشی شده است، یک راهکار این است که با استفاده از طراحی و پیاده سازی سیستم های پردازشی چند سطحی، اندازه داده های پردازشی را کاهش داد، از طرفی مساله مهم در پیاده سازی سیستم های پردازشی چند سطحی، استفاده از ترانزیستورهای است که قابلیت پیاده سازی سیستم های چند ارزشی را داشته باشند. بخاطر قابلیت ویژه ترانزیستور اثر میدانی نانو لوله کربنی در تنظیم ولتاژ آستانه مختلف، این ترانزیستورها گزینه مناسبی برای پیاده سازی سیستم های چند سطحی است و در مقایسه با ترانزیستورهای اثر میدانی فلز عایق نیمه هادی در پیاده سازی سیستم های چند سطحی انتخاب بهتری می باشد. در این مقاله گزارشی از پیاده سازی مقایسه کننده سه سطحی تک رقمی و دو رقمی بر پایه تکنولوژی ترانزیستور اثر میدانی نانو لوله کربنی ارایه شده است. نتایج شبیه سازی در محیط نرم افزار HSPICE نشان می دهد توان مصرفی مقایسه کننده سه سطحی دو رقمی 55/0 میکروات و زمان تاخیر انتشار 70 پیکو ثانیه می باشد، ضمنا پیاده سازی مقایسه کننده های پیشنهادی بر پایه تکنولوژی ترانزیستورهای اثر میدانی نانو لوله کربنی 32 نانو متر انجام شده است.

    کلیدواژگان: ترانزیستورهای اثر میدانی نانو لوله کربنی، سه سطحی، منطق چند ارزشی، دیجیتال
  • محمد غلامی*، پریسا ولی پور، هانی علمدار صفحات 11-16

    امروزه مدارات تکنولوژی CMOS به دلیل عدم امکان کاهش بیشتر ابعاد، با چالش های اساسی در پارامترهایی نظیر سرعت، فرکانس و توان مصرفی رو به رو شده اند. در همین راستا یکی از راه حل های پیشنهادی محققین، معرفی جایگزینهایی برای این تکنولوژی است که از آن جمله می توان به تکنولوژی اتوماتای سلولی نقطه ای کوانتومی اشاره نمود. تحقیقات زیادی در راستای طراحی مدارات دیجیتال در تکنولوژی QCA صورت گرفته است. از آنجایی که مدار تمام جمع کننده از بخشهای جدایی ناپذیر یک واحد محاسبه و منطق است، لذا یکی از مدارهایی است که مورد توجه طراحان آشنا با تکنولوژی QCA واقع شده است. از اینرو، در این مقاله طراحی یک تمام جمع کننده جدید در اولویت قرار گرفته است. در این مقاله، با استفاده از یک گیت XOR سه ورودی و یک گیت اکثریت سه ورودی، تمام جمع کننده ای طراحی شد که دارای 35 سلول، مساحت اشغالی 03/0 میکرومتر مربع و 2 ناحیه کلاک تاخیر می باشد. تمام جمع کننده پیشنهادی از حیث ویژگیهای مطرح شده نسبت به طرحهای پیشین بهبودهای مناسبی را ایجاد نموده است. جهت تصدیق رفتار ساختار پیشنهادی نیز شبیه سازی توسط نرم افزار QCADesigner صورت گرفته است.

    کلیدواژگان: تمام جمع کننده، گیت اکثریت، گیت XOR، QCA
  • مجید حیدرزاده، آرش دقیقی*، زهرا سپهری صفحات 17-25

    در این مقاله، برای اولین بار، پتانسیل توزیع شده در گیت جلویی و گیت پشتی به کمک حل معادلات پوواسون دو بعدی در کانال ادوات سیلیکون روی الماس با عایق دولایه بدنه فوق نازک تخلیه کامل محاسبه گردیده است. سپس با توجه به تعریف ولتاژ آستانه رابطه کلی ولتاژ آستانه این افزاره استخراج گردیده است. معادلات پوواسون محاسبه شده برای گیت جلویی و پشتی با در نظر گرفتن تقریب تغییرات سهمی وار پتانسیل بین مرز گیت جلویی و پشتی برای مقادیر پایین ولتاژ درین و با استفاده از مدل خازنی افزاره انجام گردیده است. با محاسبه پتانسیل در بدنه ترانزیستور با طول کانال 22 نانومتر و مقایسه آن با نتایج شبیه سازی ماسفت، تقریب بسیار خوبی در ولتاژهای درین کم بدست آمده است. تغییرات ضخامت عایق گیت، فیلم سیلیکونی، عایق دوم و عایق اول بر روی ولتاژ آستانه نشان داده شده است. مقایسه این مقادیر با نتایج شبیه سازی ساختار ماسفت سیلیکون روی الماس با عایق دولایه، بیانگر تقریب بسیار خوب معادلات تحلیلی میباشد و کاربرد نتایج حاصل در این مقاله برای محاسبات ولتاژ آستانه را متضمن می شود.

    کلیدواژگان: ماسفت سیلیکون روی الماس با عایق دولایه، معادلات پوواسون دوبعدی، توزیع پتانسیل، ماسفت
  • مسعود نوری، مهدی بکرانی* صفحات 27-38

    امروزه پیشرفت فناوری و کوچک شدن افزاره ها و تراشه ها در دستگاه های الکترونیکی به همراه تقاضا برای قابل حمل بودن آنها و کارکرد آنها برای مدت زمان بیشتر، چالش های بزرگی از جمله کاهش توان مصرفی و ولتاژ تغذیه پایین را پیش روی طراحان مدارات مجتمع آنالوگ قرار داده است. آینه جریان از اجزاء مهم طراحی مدارهای آنالوگ و از پرکاربردترین آنها است که در آن مصرف توان تحت تاثیر ولتاژ تغذیه است. بنابراین، توسعه ساختارهای آینه جریان با ولتاژ پایین و توان کم برای مطابقت با الزامات طراحی CMOS ضروری است. در این پژوهش یک آینه جریان توان کم ولتاژ پایین با استفاده از ساختار کسکود و تکنیک ماسفت با گیت شبه شناور طراحی شده است که برای بالا بردن مقاومت خروجی آن از تقویت کننده دو طبقه مبتنی بر تکنیک افزاینده بهره استفاده شده است. شبیه سازی ها با محیط شبیه سازی SPICE و فناوریCMOS  180 نانومترTSMC  صورت گرفته است. آینه جریان پیشنهادی با ولتاژ تغذیه 3/0± ولت کار می کند و مقاومت های ورودی و خروجی آن به ترتیب Ω 48 و MΩ 432 است و پهنای باند آن MHz 2/244 بدست آمده است. مزیت اصلی آینه جریان پیشنهادی نسبت به کارهای مشابه، توان مصرفی پایین آن به مقدار µw 03/14 می باشد.

    کلیدواژگان: آینه جریان، توان کم، ولتاژ پایین، گیت شبه شناور، کسکود، پهنای باند
  • افشین دادخواه، آرش دقیقی* صفحات 39-45

    در این مقاله برای اولین بار مدل خازنی افزاره سیلیکون روی عایق دولایه را بدست می آوریم. این مدل برای این افزاره نزدیک به ولتاژ آستانه و با طول کانال 22 نانومتر بطور کامل بدست می آید. با استفاده از این مدل، رابطه ی ولتاژ آستانه را برای یک افزاره ی ماسفت سیلیکون بر روی الماس با عایق دولایه را محاسبه می کنیم. در ساختار این ادوات علاوه بر لایه ی عایق الماس دفن شده، یک لایه نارسانا ثانویه از جنس دی اکسید سیلیکون نیز بر روی عایق اولیه بطور نسبی رشد داده شده است که موجب ویژگی های منحصر به فرد این افزاره می گردد. نتایج بدست آمده از این مدل را در ابعاد مختلف پارامترهای افزاره با مقادیر حاصل از شبیه سازی ادوات نیمه هادی مقایسه نموده ایم که به یک تطبیق مناسب بین این نتایج دست یافته ایم. تاثیر ابعاد افزاره نظیر ضخامت لایه اکسید گیت، ضخامت بدنه سیلیکونی، ضخامت عایق اول و دوم بر روی ولتاژ های آستانه گیت جلویی و گیت پشتی بیانگر تطبیق خوب نتایج مدل با نتایج حاصل از شبیه سازی ادوات نیمه هادی می باشد. مدل بدست آمده برآورد فیزیکی بسیار خوبی از تاثیر پارامترهای افزاره روی ولتاژ آستانه بدست می دهد.

    کلیدواژگان: افزاره سیلیکون روی الماس، افزاره سیلیکون روی عایق، ولتاژ آستانه، مدل خازنی، افزاره سیلیکون روی الماس با عایق دولایه
  • محمد اسکندری، امیر حبیب زاده شریف*، بهنام محمدی صفحات 47-53

    در این مقاله، تاثیرات اندازه، جنس، موقعیت و دوره تناوب نانوسیم فلزی بر عملکرد سلول خورشیدی لایه نازک تحلیل شده اند. بدین منظور، از شبیه سازی های تمام موج سلول خورشیدی دارای نانوسیم های طلا، نقره و نیکل، به ازای مقادیر مختلف شعاع و تناوب نانوسیم ها و با در نظر گرفتن موقعیت های مختلف نانوسیم ها استفاده شده است. نتایج شبیه سازی ها حاکی از آن است که بهترین عملکرد سلول خورشیدی لایه نازک در حالت قرارگیری نانوسیم طلا با شعاع 70 نانومتر و با تناوب 425 نانومتر بر روی سطح لایه فعال تحقق می یابد. بازده و چگالی جریان اتصال کوتاه محاسبه شده در حالت بهینه به ترتیب برابر با 22/22 درصد و (mA/cm2) 22/20 هستند.

    کلیدواژگان: سلول خورشیدی لایه نازک، سیلیکون، جذب، بازده، نانوسیم، پلاسمونیک، پلاسمون های سطحی محلی
  • حامد امامی نژاد*، علی میر، علی فرمانی، رضا طالب زاده صفحات 55-61

    در این مقاله ما به صورت تحلیی اثرات دمایی و میدان الکتریکی عمود بر سطح سیلیسن را روی محدوده انتشار امواج الکتریکی عرضی  در محدوده فرکانسی 1 تا  30 تراهرتز مورد بررسی قرار داده ایم. ساختار اتمی تک لایه سیلیسن برخلاف گرافن، مسطح نیست و همین موضوع باعث شده، رسانایی سطحی سیلیسن علاوه بر تراز فرمی، با میدان الکتریکی عمود بر سطح سیلیسن نیز قابل تنظیم باشد. این ویژگی باعث می شود که سیلیسن نسبت به گرافن در محدوده وسیعتری بتواند امواج الکتریکی عرضی را منتشر کند. طبق نتایج شبیه سازی بر پایه معادلات کوبو، به ازای میدان الکتریکی عمودی mV/Å 100، پهنای باند انتشار امواج الکتریکی عرضی در دماهای K 5، K 100، K 200 و K 300 به ترتیب برابر با THz 2/9، THz 8، THz 1/3 و THz 9/0 است. با افزایش میدان الکتریکی عمودی به mV/Å 200، پهنای باند برای دماهای مذکور به ترتیب برابر با THz 7/20، THz 6/20، THz 7/16 و THz 7/11 خواهد بود. در میدان الکتریکی عمودی mV/Å 300 این مقادیر به ترتیب ذکر شده برابر با THz 29، THz 8/28، THz 4/26 و THz 8/21 می شوند. همچنین طول حبس امواج TE در محدوده های انتشار نیز بدست آمده است که نشان می دهد با افزایش دما طول حبس زیاد خواهد شد.

    کلیدواژگان: سیلیسن، امواج الکتریکی عرضی، رابطه کوبو، امواج تراهرتز، رسانایی سطحی، میدان الکتریکی عمود
  • امیر جهانشاهی*، مهشید نبی بیدهندی صفحات 63-75

    ابزارهای الکترونیکی انعطاف پذیر، به عنوان یک زمینه نوظهور در تحقیقات، اخیرا مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. با توجه به تغییر و تحولات، پیشرفت و همچنین افزایش تقاضا برای این ابزار های الکترونیکی، تحقیقات و مطالعات بسیار زیادی در محیط های دانشگاهی و صنعتی بر روی مواد قابل انعطاف انجام شده است. بنابراین به دلیل جایگزینی این تجهیزات سفت و سخت متداول با نمونه های قابل انعطاف و قابل کشش مشابه، باید مطالعات دقیق و گسترده ای برای عملی ساختن این جایگزینی در این زمینه صورت گیرد. به طور خاص، قابلیت اطمینان از اهمیت فوق العاده ای در کاربردهای عملی واقعی برخوردار است و لازم است در ساخت به آن توجه ویژه ای شود. مطالعات صورت گرفته، عمدتا بر روی مواد و روش های ساخت این ابزارها می باشد. در این مقاله به صورت خلاصه، پیشرفت هایی که اخیرا در زمینه ابزار های الکترونیکی قایل انعطاف انجام شده است مورد بررسی قرار می گیرد. پارامتر های مهمی همچون پسماند، خطی بودن سیستم  و قابلیت اطمینان این ابزارها و همچنین اهمیت این پارامتر ها در ساختار ها بیان می شود. با این وجود برای انطباق دقیق و درست این الکترونیک ها با کاربرد های دنیای واقعی و همچنین تولید انبوه و گسترده آنها، چالش هایی وجود دارد که در این مقاله به صورت خلاصه به برخی از این چالش ها می پردازیم.

    کلیدواژگان: الکترونیک قابل ارتجاع، الکترونیک انعطاف پذیر، الکترونیک پوشیدنی، قابلیت اطمینان
  • مجید چاروسایی، خلیل منفردی، موسی یوسفی* صفحات 77-84

    این مقاله یک مدولاتور سیگما دلتای آبشاری 2-2 با قابلیت پیکربندی مجدد را ارایه می کند که می تواند استانداردهای GSM و WCDMA را پوشش دهد. مدولاتور با استفاده از یک ساختار کم اعوجاج که مناسب کاربردهای باند گسترده است، ساخته شده است. در حالت GSM، فقط طبقه اول روشن می شود که محدوده دینامیکی dB83 را در نرخ فرانمونه برداری 160 و در پهنای باند KHz200، ایجاد می کند. در حالت WCDMA، یک ساختار آبشاری 2-2 (مرتبه 4) که هر دو طبقه یک بیتی می باشند، روشن می باشد که در طبقه دوم محدوده دینامیکی dB65 را در نرخ فرانمونه برداری 16 و در پهنای باندMHz2، ایجاد می کند. نتایچ شبیه سازی نشان می دهد که طرح مورد نظر در مقایسه با کارهای مشابه از توان مصرفی پایین تری برخوردار است. مدولاتور در محیط نرم افزار Cadence و با استفاده از تکنولوژی nm180 شبیه سازی شده است و در ولتاژ تغذیه 8/1 ولت عمل می کند.

    کلیدواژگان: مدولاتور سیگما دلتا آبشاری، دوحالته، قابلیت پیکر بندی مجدد، استانداردهای GSM و WCDMA
  • فاطمه پرین، ابراهیم فرشیدی*، رضوان فانی صفحات 85-95

    در این مقاله یک مبدل DC-DC با ساختار سلف سوییچ شده شبه فعال برای سیستم های انرژی تجدیدپذیر ارایه شده است. در ساختار معرفی شده روش سلف سوییچ شده با سلف تزویج شده ادغام شده است. مبدل پیشنهادی از چهار خازن، چهار دیود، دو کلید فعال و دو سلف تزویج شده که از شبکه سلف سوییچ شده مشتق شده اند و می توانند در یک هسته مغناطیسی ادغام شوند، تشکیل شده است. سمت اولیه سلف های تزویج شده به صورت موازی/سری به وسیله منبع ورودی انرژی در آن ها ذخیره/تخلیه می شود. دو مجموعه دیود-خازن علاوه بر افزایش نسبت تبدیل ولتاژ، جهش ولتاژ ناشی از سلف نشتی را کاهش می دهد، درنتیجه تنش ولتاژ روی کلید های قدرت محدود می شود. بنابراین می توان از دو کلید با مقاومت هدایت کم، برای کاهش تلفات هدایتی، استفاده کرد، در نتیجه بازده افزایش می یابد. همچنین دو دیود به دلیل خاموش شدن به صورت طبیعی مشکل بازیابی معکوس را ندارند، مشکل بازیابی معکوس دیود خروجی نیز توسط سلف نشتی کاهش می یابد. اصول عملیاتی و تجزیه و تحلیل حالت پایدار در جزییات مورد بحث قرار گرفته اند. سپس، عملکرد مبدل پیشنهادی با مبدل های موجود مقایسه می شود. در نهایت، یک نمونه اولیه آزمایشگاهی ایجاد شد و نتایج تجربی برای تایید صحت عملکرد آن ارایه شده است.

    کلیدواژگان: مبدل DC-DC بسیار افزایند، بهره ولتاژ بسیار بالا، استرس ولتاژ پایین، سلف سوییچ شده، سلف تزویج شده
  • شیرین سراصلانی، عباس گلمکانی* صفحات 97-104

    در این مقاله، یک تقویت کننده کم نویز (LNA) باند فوق وسیع (UWB) ارایه شده است. LNA پیشنهادی از تکنیک هایshunt peaking و series peaking برای گسترش پهنای باند استفاده می کند. یک معماری با استفاده مجدد از جریان (current-reause) برای کاهش مصرف توان استفاده می گردد. تقویت کننده کم نویز باند فوق وسیع پیشنهادشده در تکنولوژی RF-TSMC CMOS 180 nm شبیه سازی شده است، که دارای حداکثر بهره توان dB 3/15، عدد نویز dB 88/5-74/5،  پهنای باند  3 dBاز 1/16 GHz تا 10/34 GHz، درحالی که مصرف توان11/7 mW (شامل بافر) از منبع تغذیه 1/8 V است.

    کلیدواژگان: باند فوق وسیع، تقویت کننده کم نویز، استفاده مجدد از جریان، بافر
  • بهرام رشیدی*، محمد عابدینی صفحات 105-120

    در این مقاله پیاده سازی ساختارهایی پر سرعت برای محاسبه ضرب نقطه ای برای خم های بیضوی باینری ادواردز و هشیان کلی شده بر اساس الگوریتم نردبان منتگومری ارایه شده است. در ساختار پیشنهادی برای کاهش تعداد سیکل ساعت، ضرب کننده های میدانی برای انجام محاسبات جمع دو نقطه و دو برابر کردن یک نقطه به صورت موازی استفاده شده اند. ضرب کننده ی میدانی استفاده شده با پایه نرمال گوسی می باشد، که به صورت خط لوله ای و دارای ساختار رقمی-سریال در پایه نرمال گوسی است. این ضرب کننده دارای ساختاری منظم با مسیر بحرانی کم و سخت افزار مصرفی مناسب می باشد. در ساختار ارایه شده عمل ضرب نقطه ای برای خم های بیضوی باینری ادواردز در دو حالت کلی و خاص آن به ترتیب از چهار و سه ضرب کننده ی میدانی استفاده شده است. همچنین از سه ضرب کننده ی میدانی برای خم باینری هشیان کلی شده استفاده شده است. ضرب کننده ها در طول محاسبات برای کاهش تعداد سیکل ساعت، زمان بندی و به اشتراک گذاشته شده اند. نتایج پیاده سازی معماری های پیشنهادی بر روی Virtex-5 XC5VLX110 FPGA نشان می دهد که زمان اجرای ضرب نقطه برای خم های بیضوی باینری ادواردز و هشیان کلی شده بر روی میدان های متناهی GF(2163) و  GF(2233)  به ترتیب µs 8.62 و µs 11.03 است. نتایج نشان می دهد که ساختارهای پیشنهادی، در مقایسه با ساختارهای قبلی، از نظر پارامترهای مانند تاخیر و بازدهی بهبود یافته اند.

    کلیدواژگان: سیستم رمزنگاری خم بیضوی، ضرب نقطه ای، ضرب کننده در پایه نرمال گوسی، رقمی-سریال، خم های بیضوی باینری ادواردز، خم های باینری هشیان کلی شده
  • مهدی سهندجامی، مرتضی محمدی زنجیره*، مهدی باحقیقت، مرتضی هادی زاده صفحات 121-134

    فناوری اطلاعات یکی از نقش های اساسی در بانکداری مدرن را ایفا می کند.  بانکداری الکترونیکی نوعی از بانکداری است که امکاناتی را در جهت افزایش سرعت و کارایی، دریافت و ارایه خدمات بانکی در شعبه و خارج از آن، انجام فرایندهای بین شعبه ای و بین بانکی برای مشتریان و کارکنان در اقصی نقاط دنیا فراهم می کند. درواقع امروزه بانکداری الکترونیک بستر مناسبی را فراهم کرده تا بدون نیاز به حضور فیزیکی مشتری در بانک، در هر ساعتی از شبانه روز عملیات بانکی میسر شود. این تحقیق، باهدف ارایه مدلی مناسب در راستای مدیریت موثر و ایجاد سهولت در انتقال اطلاعات در بانکداری الکترونیک مبتنی بر تکنیک های داده کاوی انجام شده است. مدل پیشنهادی در این پژوهش با توجه به متغیرهای متنوعی از قبیل عامل صحت داده ها، عامل کنترل داخلی، عامل دسترسی به سیستم، عامل امنیت، عامل فناوری در بانک های ایران تدوین شده است. در انجام پژوهش حاضر از نرم افزار کلمنتاین کمک جسته ایم. داده های ورودی مدل یک نمونه 350 تایی از داده ها و تراکنش های سال 1398 مشتریان شعب تجریش و صادقیه در بانک تجارت می باشد. مهم ترین نتایج این مقاله عبارت اند از، پیشگویی کننده های اصلی مدل یعنی طبقه بندی اطلاعات حساس (D5)، وجود نرم افزارهای آنتی ویروس (D4)، آزمون دوره ای نفوذ به شبکه (D3) که به تحلیل دقیق تر و پیش بینی مدیریت موثر سهولت انتقال اطلاعات در بانکداری الکترونیک پرداخته اند. درنهایت نتایج حاصله نشان می دهد که پیشگویی کننده های یادشده، می توانند با دقت 74.1 درصد به پیش بینی مدیریت موثر سهولت انتقال اطلاعات در بانکداری الکترونیک با استفاده از تکنیک های داده کاوی بپردازند.

    کلیدواژگان: سهولت انتقال اطلاعات، داده کاوی، بانک داری الکترونیک، نرم افزار کلمنتاین، IBM SPSS Modeler (Clementine)
  • راهله قوچان نژادنورنیا، مهرداد جلالی*، محبوبه هوشمند صفحات 135-147

    امروزه آلیاژهای آنتروپی بالا یکی از حوزه های محبوب برای محققان می باشند که عملکرد آنها با استفاده از یادگیری ماشین بهبود یافته اند. آلیاژهای آنتروپی بالا از حداقل پنج عنصر اصلی با اندازه های نزدیک به هم تشکیل شده اند که ویژگی های آنها به اندازه و انواع عناصر بستگی دارد تا خواص فیزیکی و مکانیکی را بهبود دهند. رویکرد یادگیری ماشین در زمینه های مختلف کاربردهای فراوانی دارد. تحلیل شبکه های اجتماعی یکی از ابزارهای یادگیری ماشین است که از نظریه گراف استفاده می کند. هر گراف از تعدادی گره و یال تشکیل شده است که هر گره دارای ویژگی های خاص خود است. کارهایی که تاکنون انجام شده است از مجموعه داده آلیاژ آنتروپی بالا شبکه مبتنی بر میزان نزدیکی محتوایی و ساختاری ویژگی های هر ترکیب استفاده نکرده اند. در این مقاله، روشی نوین ارایه شده است که ابزار شبکه اجتماعی را به مهندسی متالوژی و مواد تعمیم می دهد. روش پیشنهادی با استفاده از ابزار شبکه اجتماعی به بررسی خواص آلیاژهای آنتروپی بالا پرداخته است که شباهت آلیاژها محاسبه شده و بر اساس آن شبکه اجتماعی مواد ساخته شده است. با بکار بردن تکنیک الگوریتم لووین، گروه هایی از این آلیاژها استخراج شده است که هر گروه به نام خوشه دارای آلیاژهایی با خواص مشابه است. نتایج عملی بدست آمده، خوشه های با کیفیت بالایی را نشان می دهد که در پیش بینی عملکرد ترکیبات و کشف ترکیبات و ویژگی های جدید موثر خواهند بود. معیار پیمانگی که بیانگر کیفیت خوشه ها است حدود 713/0 بدست آمده است.

    کلیدواژگان: خوشه بندی، شبکه اجتماعی، کشف جامعه، یادگیری ماشین، آلیاژهای آنتروپی بالا
  • انسیه توحیدی، اکرم بیگی* صفحات 149-163

    امروزه سفرهای هوایی به عنوان یکی از روش های حمل و نقل سریع و ایمن، رشد چشمگیری داشته است. بنابراین ایجاد یک ترافیک هوایی روان و زمان بندی مناسب پروازها جهت فرود ایمن و با حداقل انحراف از زمان مطلوب و جلوگیری از اتلاف وقت و هزینه ضروری است. در اکثر پژوهش های انجام شده، مسیله بهینه سازی زمان بندی فرود هواپیماها ایستا در نظر گرفته شده است. اما این مسیله در جهان واقعی پویا است. اخیرا روش های بهینه سازی هوش جمعی به دلیل سادگی و کارایی بالا در حل مسایل بهینه سازی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. یکی از آنها، الگوریتم بهینه سازی میمیون عنکبوتی است که می تواند با تعداد اندک پارامترها، نگهداری تاریخچه ی جستجو، کنترل جستجو و گرو ه بندی اعضای جامعه جهت یافتن بهینه در صورت نیاز، نسبت به الگوریتم های سنتی این حوزه کارایی بهتری داشته باشد. در این پژوهش، روشی برای زمان بندی پویای فرود هواپیماها با استفاده از الگوریتم بهینه سازی میمیون عنکبوتی و الگوریتم ژنتیک، ارایه شده است. روش پیشنهادی بر روی داده های صحت سنجی با فرض یک و چندبانده بودن فرودگاه در حالت تک هدفه و داده های جهان واقعی در حالت چندهدفه آزمایش شده و نتایج حاصله حاکی از بهبود زمان بندی پرواز و کاهش هزینه ها بوده است.

    کلیدواژگان: زمان بندی فرود هواپیماها، محیط پویا، هوش جمعی، الگوریتم بهینه سازی میمون عنکبوتی، الگوریتم ژنتیک
|
  • Mousa Yousefi* Pages 1-9

    The increasing growth of processing data size in digital systems has increased the number of connections between processing systems, which requires a lot of space to establish communication with other processing systems. The design and implementation of multi value level processing systems reduce the size of processing data. On the other hand, the important issue in the implementation of multi-level processing systems is problems and complications of design. The use of substitute transistors such as nano-carbon tube field effect transistors instead of metal oxide semiconductor field effect transistors while reducing design problems in nano dimensions is functionally more suitable than metal oxide semiconductor field effect transistors. In this article, a report on the implementation of a multi inputs full ternary comparator based on carbon nanotube field effect transistor technology is presented. The implementation report of the one digit and two-digit ternary comparator at the transistor level has been done in this article, and the implementation method of the multi-input ternary comparator has also been presented. The simulation results in the HSPICE software environment show that the power consumption of the proposed comparator is 0.55 µW and the propagation delay time is 70 ps. In addition, the proposed comparator has been implemented based on 32 nm carbon nanotube field effect transistors technology.

    Keywords: Carbon Nano Tube Field Effect Transistor, Ternary, Multiple-valued logic, Digital
  • Mohammad Gholami*, Parisa Valipour, Hani Alamdar Pages 11-16

    Today, CMOS technology circuits are faced with basic challenges in parameters such as speed, frequency, and power consumption due to the impossibility of further reducing the dimensions. In this regard, one of the solutions proposed by the researchers is to introduce alternatives to this technology, among which we can mention the quantum-dot cellular automata technology (QCA). A lot of research has been done to design digital circuits in QCA technology. Since the full adder circuit is one of the integral parts of a arithmetic and logic unit, it is one of the circuits that is of interest to designers familiar with QCA technology. Therefore, in this paper, the design of a new full adder is prioritized. In this article, using a three-input XOR gate and a three-input majority gate, a full adder is designed that has 35 cells, an occupied area of 0.03 micrometer square and 2 delay clock regions. The proposed full adder has made good improvements in terms of the features compared to the previous designs. To confirm the function of the proposed structure, simulation has been done by QCADesigner software.

    Keywords: Full adder, Majority gate, XOR gate, QCA
  • Majid Heidarzadeh, Arash Daghighi*, Zahra Sepehri Pages 17-25

    In this paper, for the first time, the distributed potentials in the front and back gate of Ultra-Thin-Body (UTB) Double-Insulating (DI) Silicon-on-Diamond (SOD) MOSFET are computed. The back gate and front gate threshold voltages of the device are computed. Using parabolic potential distribution in the body of the device, the poison’s equation is solved. Promising results are obtained for front and back gate threshold voltages comparing with the 22nm UTB DI SOD and the device simulation results. The gate insulator thickness, the silicon film thickness, the insulator 1 and 2 thicknesses are varied and the front and back gate threshold voltages are computed while comparing the device simulation results. Lower than 20 mV estimation of the threshold voltages using the analytical computations, dictates promising results incorporating the device capacitive model. The Analytical findings are encouraging for threshold voltage estimation of UTB DI SOD MOSFETs.

    Keywords: Ultra-thin-body, Double insulating SOD, 2 dimensional poisons’ equation, potential distribution, MOSFET
  • Masoud Nori, Mehdi Bekrani* Pages 27-38

    Today, the advancement of technology and the miniaturization of devices and chips in electronic apparatuses along with the demand for their portability and their operation for a longer period of time, have put great challenges in front of the designers of analog integrated circuits. Current mirror is an important component in the design of analog circuits and one of the most widely used circuits in which the power consumption is influenced by the supply voltage. Therefore, it is necessary to develop structures of low-voltage and low-power current mirrors to meet the requirements of CMOS design. In this paper, a low-voltage low-power current mirror has been designed using cascode structure in combination with quasi-floating gate MOSFET technique, and two stages gain boosting amplifiers have been used to increase its output resistance. For this purpose, SPICE simulation environment has been used considering TSMC 180 nm CMOS technology. The proposed current mirror employs a supply voltage of ±0.3V and its input and output resistances are 48 Ω and 432 MΩ, respectively, and its bandwidth is 244.2 MHz. The main advance of the proposed current mirror in comparison to similar works is its low power consumption of 14.03 µw.

    Keywords: Current mirror, low power, low voltage, quasi-floating gate, cascode, bandwidth
  • Afshin Dadkhah, Arash Daghighi* Pages 39-45

    In this paper, for the first time, a capacitive model near threshold voltage of Ultra-Thin-Body (UTB) Double-Insulating (DI) Silicon-on-Diamond (SOD) MOSFET is extracted.  The model is applicable in computations of front- and back-gate threshold voltage of 22 nm UTB DI SOD MOSFET for low drain voltages. The transistor has a second insulating layer on top of first insulating layer of conventional SOD MOSFET which partially covers the diamond layer. The device simulation results of the front- and back-gate threshold voltages and the extracted model threshold voltages in terms of gate oxide thickness, silicon film layer thickness, first and second insulating layer thicknesses are compared.  The comparison with the model computed results and the device simulation outcomes are promising. The model physical findings present insight on the device parameters that directly influence the threshold voltages.

    Keywords: Silicon-on-Insulator MOSFET, Silicon-on-Diamond MOSFET, Threshold Voltage, Capacitive Model, Double Insulating Silicon-on-Diamond MOSFET
  • Mohammad Eskandari, Amir Habibzadeh-Sharif*, Behnam Mohammadi Pages 47-53

    In this paper, the effects of size, material, position and period of metal nanowires on the performance of thin film solar cells have been analyzed. For this purpose, full-wave simulations of the solar cells with gold, silver and nickel nanowires with different radii, periods, and positions have been used. The simulation results show that the best performance of the thin film solar cell has been realized when the gold nanowires with a radius of 70 nm and the period of 425 nm have been positioned on the top surface of the active layer. The optimum values of the efficiency and short circuit current density have been calculated as 22.22% and 22 (mA/cm2), respectively.

    Keywords: Thin film solar cell, Silicon, Absorption, Efficiency, Nanowire, Plasmonics, Localized surface plasmons
  • Hamed Emami Nejad*, Ali Mir, Ali Farmani, Reza Talebzadeh Pages 55-61

    In this paper, we have analytically investigated the effects of temperature and electric field perpendicular to the silicene surface on the transverse electric wave propagation range in the frequency range of 1 to 30 THz. Unlike graphene, the atomic structure of a silicene composite is not flat, which makes the surface conductivity of silicene, in addition to the Fermi level, adjustable with an electric field perpendicular to the silicene surface. This property allows silicene to emit transverse electric waves over a wider range than graphene. According to the simulation results based on Kubo equations, per vertical electric field of 100 mV/Å, the propagation bandwidth of TE waves at temperatures of 5 K, 100 K, 200 K and 300 K are equal to 9.2 THz, THz 8, 1.3 THz and 0.9 THz, respectively. By increasing the vertical electric field to 200 mV/Å, the bandwidth for these temperatures will be 20.7 THz, 20.6 THz, 16.7 THz and 11.7 THz, respectively. In the vertical electric field to 300 mV/Å, these values ​​are 29 THz, 28.8 THz, 26.4 THz and 21.8 THz, respectively. The confinement length of TE waves in the propagation ranges has also been obtained, which has increased the trapping length with increasing temperature.

    Keywords: Silicene, TE Mode, Kubo equations, Tera Hertz, surface conductive, perpendicular electric field
  • Amir Jahanshahi*, Mahshid Nabi Bidhendi Pages 63-75

    Flexible electronic devices, as an emerging field of research, has received extensive attention in recent literature. Given, the progress, developments and growing demands in this field of research, wide-range research has been carried out on flexible materials in academic as well as industry. Due to the replacement of the conventional rigid devices with their flexible and stretchable counterparts, widespread high-quality research is needed to make this transition feasible. In particular reliability is of paramount importance in real-world applications and is needed to be addressed in the relevant literature. In the literature, mostly materials and methods have been reported. In this manuscript, we have summarized recent progress in the field of stretchable and flexible electronics. Key characterization parameters including reliability, hysteresis and linearity have been discussed. Nonetheless, for being adapted successfully into real-world applications, mass production techniques in this field of research has been presented.

    Keywords: Stretchable electronics, flexible electronics, wearable electronics, reliability
  • Majeed Charoosaei, Khalil Monfaredi, Mousa Yousefi* Pages 77-84

    This paper presents a cascaded 2-2 reconfigurable sigma-delta modulator that can handle GSM and WCDMA standards. In GSM mode, only the first stage (2nd order Σ-Δ ADC) is turned on to achieve 83dB dynamic range with oversampling ratio of 160 for a bandwidth of 200 KHz ; in WCDMA mode a 2-2 cascaded structure (4th order) is turned on with 1-bit in both stage to achieve 65 dB dynamic range with oversampling ratio of 16 for a bandwidth of 2 MHz .The results show that power consumption of proposed modulator is lower than other counterparts. Modulator are simulated by Cadence software utilizing 180 nm TSMC technology and operates at 1.8 supply voltage.

    Keywords: cascode sigma-delta modulator, dual mode, reconfigurable, GSM, WCDMA standards
  • Fatemeh Parin, Ebrahim Farshidi*, Rezvan Fani Pages 85-95

    A DC-DC converter with a quasi-active switched-inductor structure for renewable energy systems is introduced in this paper. In the presented structure, the switched inductor method is integrated with the coupled inductor. The proposed converter consists of four capacitors, four diodes, two active switches and two coupled inductors derived from the switched inductor network and can be integrated into one magnetic core. The primary side of the coupled inductors are charged/discharged in parallel/series by the input source. Two sets of diode-capacitor, in addition to increasing the voltage conversion ratio, reduces the voltage jump caused by the leakage inductor, as a result, the voltage stress on the power switches is limited. Therefore, two switches with low conduction resistance can be used to reduce conduction losses, thus increasing efficiency. Also, two diodes do not have the problem of reverse recovery due to turn off naturally, the reverse recovery problem of the output diode is also reduced by the leakage inductor. Operating principles and steady state analysis are discussed in detail. Then, the performance of the proposed converter is compared with existing converters. Finally, a laboratory prototype was created and experimental results are presented to verify its performance.

    Keywords: High step-up dc-dc converter, High step-up voltage gain, Low voltage stress, Switched-inductor, Coupled inductor
  • Shirin Saraslani, Abbas Golmakani* Pages 97-104

    In this paper, low-noise amplifier Ultra-Wideband is presented. The proposed LNA uses shunt peaking and series peaking technique to extend the bandwidth. A current-reused architecture is employed to decrease the power consumption. Simulated in 180nm RF-TSMC CMOS technology, the proposed Ultra-Wideband LNA achieves a maximum power gain of 15.3 dB, NF of 5.74-5.88 dB, 3 dB bandwidth from 1.16 GHz to 10.34 GHz, While consuming 11.7 mW power (including buffer) from 1.8 V supply.

    Keywords: Ultra-wideband, low noise amplifier, Current reuse, buffer
  • Bahram Rashidi*, Mohamad Abedini Pages 105-120

    The field of embedded systems for cryptographic applications is constantly growing and new methods and applications are emerging. In this paper, high-speed hardware architectures of point multiplication based on the Montgomery ladder algorithm for binary Edwards and generalized Hessian curves in Gaussian normal basis are presented. Computations of the point addition and point doubling in the proposed architecture are concurrently performed by pipelined digit-serial finite field multipliers. The multipliers in the parallel form are scheduled for the lower number of clock cycles compared to other works.  The structure of the proposed digit-serial Gaussian normal basis multiplier is constructed based on regular and low-cost modules of exponentiation by powers of two and multiplication by normal elements. Therefore, the structures are area efficient and have low critical path delay. Implementation results of the proposed architectures on Virtex-5 XC5VLX110 FPGA show that execution time of the point multiplication for binary Edwards and generalized Hessian curves over GF(2163) and GF(2233) are 8.62 µs and 11.03 µs, respectively. The results show improvements in terms of execution time and efficiency compared to other's related works. For example, for binary Edwards curves over GF(2163) (on Virtex-4 XC4VLX110 FPGA) the proposed design can reduce hardware resource utilization, execution time, and efficiency by up to 17%, 30%, and 42%, respectively, compared with other the best previous architecture.

    Keywords: Elliptic Curve Cryptosystems, Point multiplication, Finite Fields, Gaussian normal basis, Binary Edwards curves, generalized Hessian curves, FPGA
  • Mahdi Sahandjami, Morteza Morteza Mohammadi Zanjireh*, Mahdi Bahaghighat, Morteza Hadizadeh Pages 121-134

    This paper is to provide a model for effective management of electronic banking in the ease of transmitting information using data mining techniques. The proposed model of the research is developed according to the variable factors such as data validity, internal control, system access, security, technology in Iranian banks. The stages of this study are conducted in Clementine software using 300 samples gathered from customer’s data and transactions in two major branches of the Tejarat Bank located in Tajrish and Sadeghieh (Tehran), in the 1398. The most important results of the present study are that the main predictors of the model, namely, the classification of sensitive information (D5), the existence of antivirus software (D4), network penetration testing (D3), provide a more accurate analysis and predict effective management of electronic banking in the ease of transmitting information. Finally, our achieved results show that the predictors could predict effective management of electronic banking in the ease of transmitting information using data mining techniques with 72.7% accuracy.

    Keywords: Ease of transmitting information, Data mining, Electronic banking, Clementine software, IBM SPSS Modeler (Clementine)
  • Raheleh Ghouchan Nezhad Noor Nia, Mehrdad Jalali*, Mahboobeh Houshmand Pages 135-147

    Nowadays, high-entropy alloys (HEAs) are a popular domain for researchers which is improved performance by using machine learning (ML). HEAs are formed at least five main elements with close or equal size which is depend on their size and type of elements to extend physical and mechanical features. The ML approach has many applications in various fields. Social network analysis (SNA) is one of the ML tools that is used graph theory. Each graph consists of a number of nodes and edges that each node has its own descriptors. The studies done so far has not used the high-entropy alloys network dataset based on the similarity of content and structural features of each compound. In this paper, a new method is proposed that generalized SNA tools to metallurgical and materials engineering. The proposed method is investigated the HEAs descriptors, in which HEAs descriptors similarity are calculated and the HEAs interaction network is created. The groups have been extracted by Louvain algorithm which each group called cluster. The clusters have alloys with similar properties. The experimental results shown high quality clusters that will be effective in predicting the compounds functionality and discovering new compounds and descriptors. The modularity criterion indicates the quality of the clusters, is about 0.713.

    Keywords: Clustering, Social network, Community detection, Machine learning, High-entropy alloys
  • Ensieh Tohidi, Akram Beigi* Pages 149-163

    Air travel has significantly grown as a fast and safe means of transportation. Therefore, creating a smooth air traffic and proper flight scheduling for safe landings with minimal time changes is necessary to avoid wasting time and money. In most studies, the aircraft landing scheduling problem has been considered a static issue. However, this challenge has a dynamic nature in real-world problems. One of the optimizing approaches in this scope is swarm intelligence optimization algorithms, which are simple and highly capable in solving optimization problems. Among these algorithms, Spider-Monkey optimization algorithm is more efficient than traditional algorithms by using few parameters, maintaining search history, controlling searches, and grouping members of the population if needed. In this study, an active scheduling method for aircraft landing scheduling using Spider-Monkey optimization algorithm and genetic algorithm has been presented. The proposed method is examined by some datasets of single and multi-runways (single and multi-objective aircraft landing). The achieved results show an improvement in flight schedules and reduced costs.

    Keywords: Aircrafts landing scheduling, Dynamic Environment, Swarm intelligence, Spider-Monkey optimization algorithm, Genetic algorithm