Charakterisierung der Gleichtaktdrossel für Multi-Gig-Kommunikation in Automotive-Ethernet-Netzwerken

In diesem Artikel wird eine SMD-Gleichtaktdrossel für Kommunikationssysteme (wie 100Base-T1) untersucht. Zusätzlich werden zwei weitere Drosseln von verschiedenen Herstellern für Multi-Gig Ethernet Kommunikation im Automobil (wie 1000Base-T1) hinsichtlich ihrer Hochfrequenzeigenschaften im Detail charakterisiert. Zunächst werden die relevanten Automotive Ethernet Standards gegenübergestellt. Anschließend wird ein geeignetes SPICE-Schaltungsmodell für die Gleichtaktdrossel vorgeschlagen. Dieses Modell enthält alle parasitären Effekte einschließlich Gehäuse-, Aufbau- und Löteffekten. Als nächstes wird die Gleichtakt- (CM) und Gegentakt- (DM) Impedanz der Drossel mit einem Impedanz-Analysator gemessen, welcher einen Frequenzbereich von bis zu 120 MHz abdeckt. Im Weiteren werden die Streuparameter (S-Parameter) und die Mixed-Mode S-Parameter der erwähnten Drosseln mit einem 4-Port-Vektornetzwerkanalysator in einem Frequenzbereich von 1 MHz bis 1 GHz gemessen. Die S-Parameter der Drossel mit Gleichtakt-Terminierung werden auf die gleiche Weise untersucht. Eine 3-Port Konfiguration wird für die Bewertung der Unterdrückung der Gleichtaktströme aufgebaut. Zur Charakterisierung der CMC, wird ein Satz von Breitband-Leiterplatten mit 3-Port- und 4-Port-Konfigurationen entworfen und hergestellt. Diese dienen als Halterplatine für die CMC-Messungen. Um die Effekte solcher einer Test-Fixture zu entfernen, wird die De- Embedding-Methode angewendet. Der Vergleich zwischen den gemessenen Parametern und den Simulationsergebnissen zeigt eine gute Übereinstimmung

FantastIC4: A Hardware-Software Co-Design Approach for Efficiently Running 4Bit-Compact Multilayer Perceptrons

With the growing demand for deploying Deep Learning models to the “edge”, it is paramount to develop techniques that allow to execute state-of-the-art models within very tight and limited resource constraints. In this work we propose a software-hardware optimization paradigm for obtaining a highly efficient execution engine of deep neural networks (DNNs) that are based on fully-connected layers. The work’s approach is centred around compression as a means for reducing the area as well as power requirements of, concretely, multilayer perceptrons (MLPs) with high predictive performances. Firstly, we design a novel hardware architecture named FantastIC4, which (1) supports the efficient on-chip execution of multiple compact representations of fully-connected layers and (2) minimizes the required number of multipliers for inference down to only 4 (thus the name). Moreover, in order to make the models amenable for efficient execution on FantastIC4, we introduce a novel entropy-constrained training method that renders them to be robust to 4bit quantization and highly compressible in size simultaneously. The experimental results show that we can achieve throughputs of 2.45 TOPS with a total power consumption of 3.6W on a Virtual Ultrascale FPGA XCVU440 device implementation, and achieve a total power efficiency of 20.17 TOPS/W on a 22nm process ASIC version. When compared to other state-of-the-art accelerators designed for the Google Speech Command (GSC) dataset, FantastIC4 is better by $51\times$ in terms of throughput and $145\times$ in terms of area efficiency (GOPS/mm2)

PolyData/DataRace : ein Polymer-integriertes CMOS-basiertes Hochgeschwindigkeits-Kommunikations-System im W-Band

In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed.Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern