فهرست مطالب

نشریه صنایع الکترونیک
سال یازدهم شماره 3 (پیاپی 43، پاییز 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/07/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • احسان رحیمی نژاد*، محمدرضا غفاری، مریم زارع، مهدی صابری صفحات 5-14

    در این مقاله یک مدار بیشینه یاب CMOS تمام مقیاس مبتنی بر مقایسه در حوزه زمان ارایه شده است که می تواند تا ولتاژهای تغذیه پایین کارآیی مناسبی از خود نشان دهد. برای به کارگیری حوزه زمان در مقایسه بین چند سیگنال آنالوگ ورودی در مدار بیشینه یاب پیشنهادی، از زنجیره ای از المان های تاخیر خطی با ورودی تمام مقیاس استفاده شده است استفاده از المان تاخیر خطی تمام مقیاس، علاوه بر افزایش محدوده ورودی مدار، دقت مقایسه بین ورودی ها را نیز افزایش داده است. علاوه بر این، ساختار آشکارساز فاز مورد استفاده در مدار پیشنهادی نیز به گونه ای اصلاح شده است که در مقایسه با ساختارهای قبلی از تعداد کمتری ترانزیستور استفاده می کند که این کار علاوه بر کاهش سطح سیلیکان مدار، باعث کاهش خازنهای پارازیتیک می گردد که در نتیجه آن کاهش توان مصرفی مدار و افزایش سرعت آن را به دنبال دارد. این مدار در تکنولوژی 180 نانومتر CMOS طراحی و شبیه سازی شده است که نتایج شبیه سازی نشان می دهد در ولتاژ تغذیه یک ولت و سرعت کلاک 10 مگاهرتز توان مصرفی برای حالت 3 ورودی برابر با 72 میکرو وات می باشد که معیار شایستگی 2.4 میکرو وات بر مگاهرتز و صحت 99.98 درصد را نشان می دهد که بهبود قابل ملاحظه ای را نسبت به نمونه های مشابه نشان می دهد. همچنین نتایج شبیه سازی نشان می دهد که مدار پیشنهادی قابلیت عملکرد مناسب تا ولتاژ تغذیه 0.38 ولت را دارد

    کلیدواژگان: مدار بیشینه یاب CMOS، حوزه زمان، المان تاخیر خطی، ورودی تمام مقیاس، ولتاژ پایین
  • علیرضا شفیعی نژاد*، محمدپیام الماسیان، سید مهدی سجادیه صفحات 15-30

    با توجه به رشد روزافزون فضای ابری و اشتراک فایل در این فضا، کنترل دسترسی قابل اعتماد و مناسب یک چالش جدی محسوب می شود. در این مقاله یک روش کنترل دسترسی مبتنی بر ترکیب بلاک چین عمومی با رمزنگاری مبتنی بر ویژگی (CP-ABE) ارایه شده است. در این معماری برای ذخیره سازی از فضای ابری استفاده می گردد. کنترل دسترسی با استفاده از بلاکچین عمومی در قالب قراردادهای هوشمند بین مالک داده و کاربر پیاده سازی می شود. مالک داده فایل را با کلید اصلی رمز می نماید و برای هر کاربر یک کلید تولید می کند و با استفاده از توزیع کلید مبتنی بر چندجمله ای دسترسی (access polynomial) ، امکان بازیابی کلید اصلی را به کاربران می دهد . کلید کاربر در قالب رمزنگاری مبتنی بر ویژگی روی بستر بلاک چین قرار گرفته و توسط قراراد هوشمند به کاربر دارای ویژگی های مورد نیاز تحویل داده می شود. الگوریتم رمزنگاری و ساختار کلیدها امکان لغو دسترسی سریع را فراهم می نماید. در این مدل از یک موجودیت قابل اعتماد TA به عنوان یک بخش درگیر در کنترل دسترسی استفاده می شود. بستر بلاک چین نیز امکان یک لاگ حسابرسی پذیر امن را عملیاتی می کند که می تواند همراه با تراکنش های مالی شفافیت مالی را نیز فراهم نماید. پیاده سازی های ما نشان می دهد که این معماری مقیاس پذیر بوده و کارآیی لازم را دارد. همچنین سرعت مناسبی در بسترهای سخت افزای و نرم افزاری مختلف تا 20000 کاربر را دارد.

    کلیدواژگان: کنترل دسترسی، بلاک چین، رمزنگاری مبتنی بر ویژگی، دخیره سازی ابری، قرارداد هوشمند
  • عطیه مهرگان، محمدرضا رخشانی*، محمدعلی منصوری بیرجندی صفحات 31-38

    < p>در این مقاله به بررسی و شبیه سازی سلول خورشیدی سیلیکونی لایه نازک شامل نانوساختارهای فلزی با هدف بهبود عملکرد و جذب نور سلول پرداخته شده است. ابتدا سلول خورشیدی مسطح مطالعه شد و نمودار طیف جذب نور برای آن به دست آمد. سپس نانوذرات کروی و نانوساختارهای فلزی از جنس فلز نقره به صورت جاسازی شده در لایه جاذب سلول قرار داده شد. نتایج نشان می دهد که حضور نانوساختارها موجب متمرکز کردن نور برخوردی در سلول های خورشیدی طراحی شده، می شود. در این حالت تشدید های نوری بر اثر برهمکنش نور ورودی با نانو ساختارهای فلزی افزایش می یابد و باعث حرکت نور در سطح مشترک فلز و نیمه رسانا می شود که همان پدیده پلاسمون پلاریتون موضعی است. نتایج شبیه سازی که با استفاده از روش تفاضل محدود در حوزه زمان به صورت سه بعدی انجام شده، بازده را تقریبا 35 درصد، Jscسلول خورشیدی را به مقدار mA/cm2 2/36 و ضریب انباشت را 6/42 % نشان می دهد.

    کلیدواژگان: سلول خورشیدی لایه نازک، افزایش بازده سلول خورشیدی، نانوساختارهای نقره
  • تربیت مدرس جان نثاری*، نجمه چراغی شیرازی*، پویا ترکزاده صفحات 39-52

    یک مبدل افزاینده ولتاژ سوییچ خازنی تمام مجتمع ولتاژ پایین خود راه انداز بدون باتری پیشنهاد شده است که بتواند تحت ولتاژ زیر آستانه عمل کند. برای این منظور یک پمپ بار دوشاخه با ساختار مداری دو برابر کننده ولتاژ زوج متقاطع طراحی شده است. برای عملکرد مناسب، مدار مولد کلاک ناهمفاز طراحی شده که بتواند با همان ولتاژ تغذیه مدار کار کند. تکنیک بایاس بدنه به ترانزیستورهای مدار اعمال شده است تا مدار بتواند تحت ولتاژهای زیر آستانه عمل کند. تکنیک رگولاسیون اینترلیو پیشنهادی به بهبود ریپل ولتاژ و جریان خروجی مدار و همچنین رگولاسیون بار و پاسخ گذرای مدار کمک می کند. مدار پمپ بار اینترلیو دو سلولی چهار طبقه ارایه شده تحت ولتاژ تغذیه 300 و 400 میلی ولت، ولتاژ خروجی 1.43 و 1.95 ولت را به ترتیب با بازده پمپینگ 96.3% و 97.2% و بازده توان پمپ بار 93.3% و 95.1% ارایه می دهد. نتایج پس از جانمایی مدار در تکنولوژی 0.18 میکرومتر CMOS و فرکانس سوییچینگ 20 مگاهرتز زمان صعود 24 میکرو ثانیه و ریپل خروجی 0.24% را تحت خازن بار 1 پیکو فاراد نشان می دهد. سطح تراشه ای مدار پیشنهادی 0.012 میلی متر مربع است، در حالی که پمپ بار 21.4 نانو وات توان مصرف می کند

    کلیدواژگان: برداشت انرژی، تکنیک اینترلیو، بایاس بدنه، پمپ بار سوئیچ خازنی، خود راه انداز
  • حسین جانانلو، امیرهوشنگ مزینان*، امین فرمانبردار صفحات 53-60

    در تحقیق حاضر با تمرکز بر بررسی عملکرد کنترل تطبیقی مبتنی بر شبکه عصبی برای سیستمهای غیرخطی در حضور عدم قطعیت، یک کنترل کننده تطبیقی در تعامل باابزار هوشمند و با هدف تنظیم پارامترهای سیستم های تحت کنترل طراحی شده است. برای ارایه ایده نوین در این حوزه در ابتدا یک بررسی دقیق در مورد کارهای مشابه ای که تاکنون در طراحی کنترل سیستم های متناظر صورت گرفته است ارایه شده است و سپس کنترل کننده پیشنهادی مبتنی بر شبکه های عصبی طراحی گردیده است. با استفاده از تیوری لیاپانوف قوانین تطبیقی مناسبی برای همگرایی سیستم حلقه بسته تحقیق شده است و با استفاده از این تیوری اثبات می شود که تمامی سیگنال ها در سیستم حلقه بسته کراندار بوده و همچنین نشان داده شده است که سیگنال خطا به صورت مجانبی به سمت صفر همگرا می گردد. در پایان، نتایج تحقیق با شبیه سازی کامپیوتری توسط نرم افزار MATLAB صورت گرقته است و در ادامه با بررسی اطلاعات مستخرج از تحقیق کارآمدی کنترل کننده پیشنهادی اثبات گردیده است.

    کلیدواژگان: کنترل تطبیقی، سیستم های غیرخطی، شبکه عصبی، عدم قطعیت
  • مهدی کیامهر، مصطفی یارقلی* صفحات 61-70

    در این مقاله یک تقویت کننده ی کم نویز فوق پهن باند با استفاده از تکنیک gm-boosting و روش حذف نویز ارایه شده است. در این طراحی، طبقه ی گیت مشترک و تقویت کننده ی کمکی در ورودی به عنوان طبقه یgm-boosting و طبقه ی دوم به منظور افزایش بهره و حذف نویز استفاده شده است. با توجه به بکارگیری همزمان Inductive Peaking سری و موازی در خروجی، پهنای باند و بهره این تقویت کننده بالاست به گونه ای که در بین کارهای پیشین، از مشخصات قابل قبولی برخوردار است. همچنین استفاده از فیلتر چبیچف در ورودی، باعث جذب خازن ورودی در فیلتر چبیچف شده در نتیجه S11 این تقویت کننده کمتر از -12dB در کل باند عبور است. علاوه بر این، کمترین عدد نویز این تقویت کننده 3.5dB است و با توجه به بکارگیری روش های Noise-Cancellation و gm-Boosting ضمن آن که میزان نویز در کل باند کاهش یافته، جریان و به تبع آن، توان مصرفی تقویت کننده هم پایین آمده است به طوری که توان مصرفی تنها 4.8mW در کل پهنای باند می باشد و عدد نویزتقویت کننده نیز کمتر از 5dB می باشد.این تقویت کننده در تکنولوژی 0.18µm CMOS طراحی شده است که نتایج حاصل از شبیه سازی؛ بهره ی ولتاژ17.5±1.5 dB در پهنای باند 2.212.2 GHz،

    کلیدواژگان: تقویت کننده ی کم نویز، Gm-boosting، فوق پهن باند، حذف نویز، بهره ی ولتاژ
  • اشکان حری* صفحات 71-78

    در این مقاله، یک ترانزیستور نانو سیم چند منظوره جهت پیاده سازی توابع منطقی NOT، NAND و NOR طراحی شده است. در این طراحی از یک نانوسیم سیلیسیومی با سطح مقطع (7nm×7nm) احاطه شده با اکسید سیلیسیوم ، استفاده شده است و روی آن اکسید، سه گیت مجزا قرار داده شده است. روش شبیه سازی بصورت حل خودسازگار معادلات شرودینگر-پواسن می باشد. نوع تابع منطقی بوسیله تغییر سطح ولتاژ گیت کنترلی و بدون تغییر سخت افزار و ساختار مداری تعیین می شود. با استفاده از این شبیه سازی، پتانسیل الکتریکی کانال، چگالی حامل ها و جریان الکتریکی افزاره محاسبه می شود. اثر هریک از گیت های ترانزیستور روی مشخصات الکتریکی این افزاره تحلیل و بررسی شده است. مقدار بهینه ناخالصی کانال برای متقارن بودن مشخصه توابع منطقی بدست آمده است. همچنین حاشیه های نویز محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد که ترانزیستور طراحی شده می تواند موجب توسعه آینده مدارهای مجتمع گردد.

    کلیدواژگان: ترانزیستور نانو سیم، معادلات شرودینگر-پواسن، گیت های منطقی، حاشیه های نویز
  • محمد دانایی*، عبدالله عباسی، محمد باویر، محسن وحدانی صفحات 79-86

    در این مقاله سلول خورشیدی کادمیوم تلوراید CdTe  با استفاده از نرم افزار SCAPS مورد شبیه سازی و بررسی قرار گرفته است و روشی برای بهبود بازده این نوع سلول خورشیدی ارایه شده است. ساختار پایه سلول خورشیدی کادمیوم تلوراید شامل لایه های Ni، CdTe، CdS و n-ZnO-Al است. با تابش نور خورشید به محل اتصال CdTe/CdS الکترون های این ناحیه برانگیخته شده و قبل از اینکه این الکترون ها با حفره ها بازترکیب شوند تحت تاثیر میدان الکتریکی حاصل از اتصال CdTe/CdS در خلاف جهت میدان حرکت کرده و موجب ایجاد جریان در سلول می شوند. این فرآیند در حالی صورت می گیرد که در انتهای سلول به دلیل ضعیف بودن این میدان الکترون های برانگیخته شده با حفره ها بازترکیب می شوند. در روش پیشنهاد شده، با اضافه کردن یک لایه قلع سولفاید به ضخامتμm 4/0 به لایه جاذب (CdTe)، یک میدان الکتریکی پشتی کمکی در جهت میدان اصلی ایجاد می شود که این میدان باعث کاهش بازترکیب حامل های تولید شده در طول موج های بلند در انتهای سلول شده و منجر به بهبود و افزایش بازدهی سلول نسبت به ساختار پایه سلول خورشیدی کادمیوم تلوراید از مقادیر اولیه بازده کوانتمی %09/19=η، ضریب پرشدگی %14/85=FF، جریان اتصال کوتاه mA/cm2 25.7=Jsc ، و ولتاژ مدار باز V 0.87=Voc به ترتیب به مقادیر %98/22، %99/85، mA/Cm2 51/32 و V 82/0 می گردد.

    کلیدواژگان: سلول خورشیدی، لایه جاذب، لایه بافر، میدان الکتریکی سطح پشتی، شکاف باند
  • آزاده السادات عمرانی زرندی*، نسیم صانعی صفحات 87-100
    مصرف انرژی در شبکه های حسگر بیسیم که از تعدادی زیادی حسگر کوچک که با منبع تغذیه محدود تشکیل شده است، اهمیت بسیار زیادی دارد. این حسگرها با هدف انجام وظایف خاص در محیط های مختلف توزیع می شوند و با اتمام انرژی گره ها، ممکن است اطلاعات بخشی از شبکه از دسترس خارج و کارآیی شبکه به خطر بیافتد. اخیرا جهت افزایش طول عمر این شبکه ها، از گره های برداشت که قابلیت شارژ با انرژی های تجدیدپذیر را دارند، استفاده شده است. به دلیل هزینه بالای گره های برداشت، کمینه کردن تعداد آنها با کمترین تاثیر روی عملکرد یکی از جنبه های مهم در طراحی این نوع از شبکه ها است. در این مقاله می خواهیم با افزودن حداقل تعداد گره خورشیدی و مدیریت مصرف انرژی طول عمر شبکه را افزایش دهیم. در این راستا، برای تعیین مکان گره های برداشت انرژی، الگوریتم تکاملی رقابت استعماری مورد استفاده قرار می گیرد. الگوریتم رقابت استعماری تعداد گره های برداشت انرژی و مختصات تخمینی آنها را تعیین می کند. بعد از مشخص شدن تعداد گره های برداشت انرژی، با استفاده از روش K-Means مختصات دقیق گره های برداشت و خوشه ها بدست می آید. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که استفاده از روش پیشنهادی با مدیریت انرژی در شبکه حسگر بیسیم، می تواند طول عمر و در نتیجه کارایی آن را تا حد قابل قبولی افزایش دهد.
    کلیدواژگان: شبکه حسگر بیسیم، گره های برداشت خورشیدی، الگوریتم رقابت استعماری، انرژی، k-mean
  • سیده فاطمه غمخواری، محمدباقر غزنوی قوشچی* صفحات 101-114

    مدل کلی پردازشگرهای جریان داده یا شتاب دهنده های سخت افزاری در حوزه ویدیو، تصویر یا صوت شامل دو بخش اصلی آرایه های عظیم ثبات انتقال و المان های پردازشی است. نمونه ای پرکاربرد از این واحدها که منطبق بر مدل کلی پردازشگرهای جریان داده نیز هستند، فیلتر FIR با ساختار DA است که به جای ضرب کننده های پرمصرف از جمع و شیفت برای انجام عملیات ضرب استفاده می کند. بخش ثبات عمده توان مصرفی پویا این پردازشگرها و فیلترهای FIR را شامل می شود بنابراین کم کردن توان مصرفی المان ذخیره ساز مهم است. از طرف دیگر بررسی ویژگی های آماری نقش مهمی در طراحی و بهبود پارامترهای اساسی مدار نظیر توان مصرفی و افزایش بازدهی می تواند داشته باشد. به طور نمونه چگالی گذر یکی از پارامترهای اصلی در مصرف توان پویا است. با بررسی چگالی گذر در ورودی های پردازشگرهای جریان داده مانند تصاویر در این مقاله نشان داده می-شود که این پارامتر در پایگاه داده مورد بررسی در 55 درصد حالات کمتر از 0.5 است. با توجه به تنک بودن سیگنال-های مورد ارزیابی، فلیپ فلاپ کم توان در تکنولوژی 65 نانومتر با استفاده از روش های قطع متناوب کلاک و چند تغذیه ای طراحی شده است که مناسب برای استفاده در آرایه های ثبات انتقال پردازشگرهای جریان داده است. با استفاده ی هم زمان از دو روش قطع متناوب کلاک و چند تغذیه ای در آرایه ی ثبات انتقال 8 در 5 به کار رفته در فیلتر FIR با ساختار DA، به بهبودی میان 26 تا 86 درصد در توان مصرفی پویا و 84 درصد بهبود در توان مصرفی ایستا می توان دست یافت.

    کلیدواژگان: فلیپ فلاپ با مصرف توان کم، قطع متناوب کلاک، مدارات چند تغذیه ای، پردازشگرهای جریان داده سخت افزاری، سیگنال-های تصویر با خواص آماری تنک
|
  • Ehsan Rahiminejad *, MohammadReza Ghaffari, Maryam Zare, Mehdi Saberi Pages 5-14

    In this paper a rail-to-rail time-domain CMOS winner take all (WTA) circuit is proposed. To convert the analog voltage to a delay time a voltage controlled delay line is employed. In order to implement a full range time domain winner take all, a linear rail-to-rail delay element is employed. A positive feedback loop is utilized to reduce the decision time. Employing a linear rail-to-rail delay element, improves the precision and dynamic range of the entire winner take all circuit. In addition, the proposed circuit is employed a new phase detector to reduce transistors have been utilized in the circuit and decrease the parasitic elements of VCDLs. As a result the proposed circuit is designed to operate in subthreshold region to 0.3V. Based on the proposed structure, a 3-input WTA circuit has been designed and simulated in a 0.18um CMOS technology with a 1V supply voltage. The simulated results confirm that the power consumption of the presented winner take all circuit is 0.72uW at 10MHz clock frequency.The simulation results show the Figure of Merit of 2.4uW/MHz and 99.98% precision and the circuit operates to 0.38V supply voltage.

    Keywords: winner take all, time domain, linear delay element, full-range input, Low Voltage
  • Alireza Shafieinejad *, MohmmadPayam Almasian, Mehdi Sajadieh Pages 15-30

    Nowadays, Access Control becomes the main challenges of many cloud services such as file sharing. In this article we propose a Blockchain based access control framework using access polynomial. Particularly, access control is implemented as a smart contract between data owner and user. Data owner encrypts the file with cipher-key and store it into the cloud storage. The cipher-key is embedded into a polynomial, namely access polynomial, which is retrievable by the end-users via user-key. The user-key is encrypted using ABE scheme and securely transmitted to end-user. Both user’s request and data owner response are registered as Blockchain transactions which provide non-reputation logs. This method simply supports user’s revocation by updating the access polynomial. The implementation results shows that our scheme has an acceptable performance over 20000 users. This scheme is decentralized and fault tolerant. Trusted Authority is responsible for issuing attributes to the users. Smart Contract is also lightweight Component and interface for sending Transactions to Blockcahin.

    Keywords: Access control, Blockchain, Attribute-based encryption, Cloud storage, Smart Contract
  • Atiyeh Mehrgan, MohammadReza Rakhshani *, MohammadAli Mansouri Birjandi Pages 31-38

    In this paper, a thin layer silicon solar cell device including metallic nanostructures is designed and studied to improving the performance and absorption of cellular light. First, a flat solar cell structure was studied and a light absorption spectrum was obtained for it. Then spherical nanoparticles and metallic silver nanostructures were embedded in the absorbent layer of the solar cell. The results show that the presence of nanostructures causes the collision of light in the designed solar cells to be concentrated. In this case, optical resonance increases due to the interaction of light input with metal nanoscale structures and causes light to propagate on a common metal and semiconducting surface, which is the same phenomenon of localized polariton plasmon. Simulation results that done with three dimensional finite difference time domain (FDTD) method, show a cellular efficiency of about 35%, Jsc is approximately 36.2 mA/cm2 and fill factor is about 42.6%.

    Keywords: Plasmonic, Light absorption, Thin-film Solar cell, silver nanostructures
  • Najmeh Cheraghi Shirazi, Pooya Torkzadeh Pages 39-52

    A fully-integrated self-start-up low-voltage battery-less switched-capacitor step-up voltage converter is proposed that can operate in sub-threshold voltages. For this purpose, a two-branch charge pump is designed with cross-coupled voltage doubler structure. For proper operation, an anti-phase clock generator circuit is designed to operate at the same supply voltage. Body biasing technique is applied to the MOSFET transistors so that the circuit can operate in sub-threshold voltages. The proposed interleaved regulation technique improve the output voltage and current ripple, as well as the load regulation and transient response. The four-stage two-cell interleave charge pump circuit provide the output voltage of 1.43 and 1.95V under 300 and 400mV supply voltage with the pumping efficiency of 96.3% and 97.2%, and CP power efficiency of 93.3% and 95.1%, respectively. Post-layout simulation in 0.18µm CMOS technology shows a 24µs ramp-up time and 0.24% output voltage ripple at 20MHz switching frequency and 1pF load capacitance. The chip area of the proposed circuit is 0.012mm2 while the CP consuming only 21.4nW.

    Keywords: Energy harvesting, Interleaved Technique, Body Biasing, Switched-Capacitor Charge Pump, Self-Start-up
  • Hossein Jananlu, A.H. Mazinan *, Amin Farmanbordar Pages 53-60

    In the investigation presented with a focus on the applicability of adaptive control based on neural network to nonlinear systems in the presence of uncertainties, an adaptive control in association with intelligent tools with the key goal of adjusting nonlinear system’s parameters under control is designed. For having a novel idea in this area, at first, an exact consideration is made in one such case concerning the similar works that have all provided to deal with the similar systems under control and then the proposed control approach is designed based on the neural networks. Using Lyapunov theory, adaptive laws suitable for the convergence of the closed loop system is provided. Using this theory, it is proved that all signals in the closed loop system are bounded and the error signal converges to zero as asymptotically. At the end, the results of simulation programs via MATLAB verifies the effectiveness of the control approach proposed.

    Keywords: Adaptive control, nonlinear systems, Neural Network, uncertainties
  • Mehdi Kiamehr, Mostafa Yargholi * Pages 61-70

    In this paper, a high-bandwidth low-noise amplifier using gm-Boosting technique and noise cancellation method is presented. In this design, the common gate and input auxiliary amplifier are used in the input stage as the gm-Boosting, and the second stage is used to improve the gain and eliminate noise. This amplifier is designed with a 0.18μm CMOS technology, simulation results illustrate the voltage gain of 17.5 ± 1.5 dB at 2.2 to 12.2 GHz bandwidth, s11

    Keywords: Low Noise Amplifier (LNA), Gm-boosting, Ultra Wide Band (UWB), Noise Cancellation, Voltage Gain
  • Ashkan Horri * Pages 71-78

    In this paper, a multipurpose nanowire transistor for the implementation of logical gates of NOT, NAND, and NOR is designed. In this design, a silicon nanowire with (7nm×7nm) area surrounded by silicon dioxide is used and there are three separated gates on that oxide. A simulation method is based on solving self-consistent Schrodinger-Poisson equations. The type of logical function can be specified by the control gate voltage level without any changes in the hardware and circuit structure. By using this simulation method, the electric potential of channel, carrier densities, and electric current are calculated. The effects of each gate on the electric characteristics of the device are analyzed and investigated. The optimum value of channel impurity concentration is obtained for the logical function characteristics to be symmetrical. In addition, the noise margins are calculated. The results indicate that the designed transistor can lead to the development of future integrated circuits.

    Keywords: Nanowire transistor, Schrodinger-poisson equations, Logical gates, Noise margins
  • Mohammad Danaie *, Abdollah Abbasi, Mohammad Bavir, Mohsen Vahdani Pages 79-86

    In this paper, the performance of Cadmium Telluride (CdTe) solar cells, which are second generation or thin film solar cells, has been simulated using SCAPS software. The purpose of this paper is to improve the efficiency of the CdTe solar cell. The primary structure of the solar cell consists of Ni, CdTe, CdS, and n-ZnO-Al layers. Therefore, adding a thin layer of tin (SnS) of 0.4 μm to the absorbing layer (CdTe) leads to the creation of a backscattering or an auxiliary electrical field in the direction of the main field, between the adsorbent layer and the buffer layer (CdS). Therefore, adding the layer reduces the recombination of carriers at longer wavelengths by the auxiliary field, and leads to an improvement in the primary structure of the cadmium-telluride solar cell from the values of η=19.09 %, FF= 85.14%, JCS= 25.77 mA/cm2, VOC = 0.87 V to η=22.98 %, FF= 85.99%, JCS= 32.51 mA/Cm2, VOC = 0.82 V.

    Keywords: Solar Cell, Absorbent layer, Buffer, Back surface electric field, Bandgap
  • Azadeh Alsadat Emrani Zarandi *, Nasim Sanei Pages 87-100
    Energy consumption is a significant factor in wireless sensor networks (WSNs) which are consists of so many tiny and battery-based sensors. These sensors are distributed in different environments to perform distinct duties and whenever they consume the whole energy of their batteries, some parts of the necessary data of the network or its efficiency can be missed. Recently, in order to enhance these networks, extra energy extraction nodes which can harvest the energy from the environment, are used between sensors and the base station. Due to the high cost of energy harvesting nodes, minimizing the number of these nodes without affecting the quality of the signals is an important aspect of the wireless sensor network design. Therefore, the challenge is determining the efficient number of energy harvest nodes and their coordinates. In this work, for the first time, the Imperialist Competitive Algorithm (ICA) as one of the most advanced evolutionary algorithms is used to determine the minimum number of the energy harvest node. Based on the ICA’s results, the K-Means algorithm is applied to clustering nodes. The simulation results show that the suggested method can improve the performance of the WSN by increasing its lifetime.
    Keywords: Wireless Sensor Network, Energy Harvesting nodes, Imperialist Competitive Algorithm, Energy, k-mean
  • S. F. Ghamkhari Pages 101-114

    The general model for hardware accelerators and stream processors in the area of video, image or audio processing is comprised of two major parts of very large array of shift registers and arithmetic elements. A common example of digital signal processing units that fit the general model of data stream processors is the DA-based FIR, which uses add and shifts to perform multiply operations instead of high-cost multipliers. The shift registers are the major dynamic power consumer of data stream processors and FIR Filters, thus reducing the power consumption of the storage elements can contribute to energy efficiency of the whole system. On the other hand, the study of statistical properties can play an important role in the design and improvement of basic circuit parameters such as power consumption and efficiency. For example, transition density (TD) is one of the main parameters in dynamic (or switching) power consumption. By examining the TDs at the inputs of the data stream processors; where the data is a set of images selected from a database, it is shown that the TDs are less than 0.5 in 55% of the inputs. Due to the sparsity of the evaluated signals, a low-power flip flop is designed in 65nm technology by applying clock-gating and multi-vdd methods, which is suitable for use in shift registers. Simultaneous use of two methods of clock-gating and multi-vdd in the 8×5 shift register array can achieve an improvement between 26 to 86% in dynamic and 84% improvement in static power consumption.

    Keywords: Low-Power Flip-Flop, Clock Gating, Multi-Vdd, Hardware Accelerator Stream Processors, Image Signals with Sparse Statistical Properties
  • Behnam Dorry, Seyedabolghasem Mirroshandel *, Abdollah Esmaeilpour Pages 115-126
    Nowadays, generating a profitable game is a big challenge. Thousands of commercial products are generated annually that compete with each other for getting more market share. Many tools and techniques, such as project management and user testing are used for effective game development. In recent years, game developers take notice to gamers’ behavior and tend to design and modify games based on their attitude. In this paper, we present an approach called UPB, for analyzing computer games based on telemetry data, statistical information, and data mining. The goal is developing games in a way that improves user experience and increases player enjoyment, so more gamers would welcome them. For this purpose, a telemetry data gathering system and a software for analyzing telemetry data were developed. A data mining process was also conducted to discover the behavior patterns of the game players based on the telemetry data collected from them. For this purpose, we designed a new game, called “Treasure Castle”, to show the effectiveness of UPB approach and data gathering. The difficulty of game levels was determined based on the behavior of the players. In addition, the playing style of players were visualized and their strategies were detected by examining how they play. Our experiments were done on the Treasure Castle game and it has been shown that the proposed approach can answer different questions about understanding players’ behavior.
    Keywords: Telemetry, Action Games, Gamers Behavior, Tracking Strategies, Data mining
  • Fatemeh Sadat Saeidi Khabisi, Dariush Abbasi Moghadam Pages 127-140

    Physical layer security has been taken a considerable attention for several years due to the broadcasting nature of the wireless networks. In this work, the relay and jammers selection in two-way cooperative networks are considered to improve the physical layer security. Three different categories of selection schemes are proposed including selection schemes without jamming, selection schemes with conventional jamming and selection schemes with controlled jamming. After that, two techniques are proposed to increase the secrecy rate in two-way cooperative networks: firstly, artificial noise is used to confuse eavesdropper: This signal is sent from intermediate nodes. As a result, the total secrecy rate is increased. Secondly, we propose a sub-optimal power allocation solution for jammer nodes. Sub-optimal power of the jammer nodes vary according to the type of scenario, location of the eavesdroppers and the second source. The sub-optimal power allocation to the jammer nodes causes more eavesdroppers confusion. As a result, the total secrecy rate is increased too. We also compare the secrecy rate in one-way cooperative networks and proposed two-way cooperative network. Therefore improving in secrecy rate in two-way relay networks are observed clearly. In total, simulation and analytical results demonstrate the performance improvement of the proposed techniques.

    Keywords: Physical layer security, artificial noise, Power allocation, secrecy rate