Journal of Communications Technology and ElectronicsJournal of Communications Technology and ElectronicsРадиотехника и электроника0033-84943034-5901The Russian Academy of Sciences65068110.31857/S0033849424050129IKXFSJNEW ELECTRONIC SYSTEMS AND ELEMENTSНОВЫЕ РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ И ЭЛЕМЕНТЫResearch ArticleSynthesis of a serial-to-parallel converter based on the GaAs D-mode phemt technology using the evolutionary algorithmsСинтез последовательно-параллельного преобразователя на основе нормально открытых полевых GаAs-транзисторов с использованием эволюционных алгоритмовBilevichD. V.БилевичД. В.
Russian Federation
andrei.salnikov@main.tusur.ruSalnikovA. S.СальниковА. С.
Russian Federation
andrei.salnikov@main.tusur.ruGoryainovA. E.ГоряиновА. Е.
Russian Federation
andrei.salnikov@main.tusur.ruDobushI. M.ДобушИ. М.
Russian Federation
andrei.salnikov@main.tusur.ruKalentyevA. A.КалентьевА. А.
Russian Federation
andrei.salnikov@main.tusur.ruPopovA. A.ПоповА. А.
Russian Federation
andrei.salnikov@main.tusur.ruTomsk State University of Control Systems and RadioelectronicsТомский государственный университет систем управления и радиоэлектроники1505202469548048831012025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://innoscience.ru/0033-8494/article/view/650681

A new approach to the synthesis of a serial-to-parallel converter (SPC) based on the 0.25 μm GaAs D-mode pHEMT process is presented. Evolutionary algorithms application to solve SPC synthesis problem is shown. Solution, that have same structure as designer solution but with less power consumption, propagation delay and theoretically less total area is obtained. Its operability has been proved by comparison between simulated and measured data. Synthesis process takes up to 12 hours.

Представлена новая методика синтеза схемного решения последовательно-параллельного преобразователя на основе 0.25 мкм GaAs pHEMT технологии с возможностью изготавливать только нормально открытые транзисторы. Показана применимость эволюционных алгоритмов для решения задачи структурно-параметрического синтеза последовательно-параллельного драйвера управления. Получено решение, которое схоже по структуре с решением разработчика, но обладает меньшим потреблением, более высоким быстродействием и теоретически меньше по размерам по сравнению с ранее разработанным драйвером. Сравнение результатов измерений и моделирования подтверждает работоспособность полученной схемы. Работа алгоритма синтеза занимает до 12 часов.

control driversevolutionary algorithmgenetic algorithmcore-chipserial-to-parallel converterдрайвер управленияэволюционные алгоритмыгенетический алгоритмСВЧ МФИСпоследовательно-параллельный преобразовательРоссийский научный фондRussian Science Foundation19-79-10036Liu B., Zhao D., Reynaert P., Gielen G. G.E. // IEEE Trans. 2011. V. CDI-30. № 10. P. 1458. doi: 10.1109/TCAD.2011.2162067Castejon F., Carmona E. J. // IEEE Access. 2020. V. 8. P. 137275. doi: 10.1109/ACCESS.2020.3011641Ding D., Zhang X., Zhang J. et al. // Proc. 2019 Int. Conf. Microwave and Millimeter Technology (ICMMT). Guangzhou 19–22 May. N.Y.: IEEE, 2019. Paper No. 8992460. doi: 10.1109/ICMMT45702.2019.8992460Koziel S., Bekasiewicz A. // IEEE Trans. 2016. V. MTT-64. № . 8. P. 2454. doi: 10.1109/TMTT.2016.2583427Koziel S., Bekasiewicz A., Kurgan P., Bandler J. W. // Proc. 2015 IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Phoenix. 17–22 May. N.Y.: IEEE, 2015. Paper No. 7166738. doi: 10.1109/MWSYM.2015.7166738Nishino T., Itoh T. // IEEE Trans. 2022. V. MTT-50. № . 9. P. 2048. doi: 10.1109/TMTT.2002.802314Brito L. C., de Carvalho P. H.P. // Proc. 2003 SMBO/MTT-S Int. Microwave and Optoelectronics Conf. (IMOC). Foz do Iguacu. 23–20 Sept. N.Y.: IEEE, 2003. P. 135. doi: 10.1109/IMOC.2003.1244846Akada T., Fujimori K. // Proc. EuMC. Utrecht. 12–14 January. N.Y.: IEEE, 2021. P. 61. doi: 10.23919/EuMC48046.2021.9337992Majumder A., Chatterjee S., Chatterjee S. et al. // IEEE Microwave Wireless Components Lett. 2017. V. 27. № 4. P. 362. doi: 10.1109/LMWC.2017.2678437Liu B., Yang H., Lancaster M. J. // IEEE Trans. 2017. V. MTT-65 № 6. P. 1976. doi: 10.1109/TMTT.2017.2661739Anselmi N., Poli L., Rocca P., Massa A. // IEEE Trans. 2018. V. AP-66. № 12. P. 6906. doi: 10.1109/TAP.2018.2874433Choi K., Jang D.-H., Kang S.-I. et al. // IEEE Trans. 2016. V. MAG-52. № 3. P. 1. doi: 10.1109/TMAG.2015.2486043Ramella C., Longhi P. E., Nasri A. et al. // Proc. 2020 Int. Workshop on Integrated Nonlinear Microwave and Millimetre-Wave Circuits (INMMiC). Cardiff. 16–17 July. N.Y.: IEEE, 2020. Paper No. 9160147. doi: 10.1109/INMMiC46721.2020.9160147Pirola M., Quaglia R., Ghione G. et al. // Microelectronics J. 2014. V. 45. № 7. P. 864. doi: 10.1016/j.mejo.2014.04.036Harris M., Gui P. // Proc. 207 Texas Symp. on Wireless and Microwave Circuits and Systems (WMCS). Waco. 30–31 Mar. N.Y.: IEEE, 2017. Paper No. 8070676. doi: 10.1109/WMCaS.2017.8070676Bentini A., Pasciuto B., Ciccognani W. et al. // Int. J. Microwave Sci. Technol. 2011. V. 14. № 20. Article ID387137. doi: 10.1155/2011/387137Zhou S., Zhou S., Zhang J. et al. // Electronics. 2019. V. 8. № 4. Article No. 395. doi: 10.3390/electronics8040395Jeong J.-C., Yom I.-B., Kim J.-D. et al. // IEEE Trans. 2018. V. MTT-66. № 5. P. 2220. DOI: 10.1109/TMTT.2017.2786698Ramella C., Estebsari M., Nasri A., Pirola M. // Electronics. 2021. V. 10. № 23. Article No. 3029. DOI: 10.3390/electronics10233029Билевич Д. В. // Электрон. техника. Сер. 1. СВЧ-техника. 2021. V. 3. № 550. P. 26.Kim D., Yeom K. // Microwave Opt. Technol. Lett. 2020. V. 62. № 6. P. 2289. DOI: 10.1002/mop.32294Lee C.-D., Lee D., Yeom K. // J. Korean Inst. Electromagn. Eng. Sci. 2018. V. 29. № 3. P. 171. DOI: 10.5515/KJKIEES.2018.29.3.171Wang K., Wang Z., Wang G. et al. // IEICE Electron. Express. 2017. V. 14. № 20. P. 1. DOI: 10.1587/elex.14.20170924Lee H., Kim Y., Lee I. et al. // Electronics. 2020. V. 9. № 8. Article No. 1327. Doi: 10.3390/electronics9081327Stesev G., Budanov D., Balashov E. et al. // Proc. 2020 IEEE Int. Conf. on Electrical Engineering and Photonics (EExPolyTech). St. Petersburg. 15–16 Oct. N.Y.: IEEE, 2020. P. 67. doi: 10.1109/EExPolytech50912.2020.9243862Shur M. GaAs Devices and Circuits. Boston: Springer US, 1987.Bilevich D., Salnikov S., Dobush I. // Proc. 2022 Int. Siberian Conf. on Control and Communications (SIBCON). Tomsk. 17–19 Nov. N.Y.: IEEE, 2022. Paper No. 10002977. 1. doi: 10.1109/SIBCON56144.2022.10002977Soto A. T., Ponce De León Sentí E. E., Aguirre A. H. et al. // Computación y Sisemas. 2010. V. 13. № 4. P. 409.Rengasamy Di., Rothwell B., Figueredo G. P. // Proc. 2020 Int. Joint Conf. on Neural Networks (IJCNN). Glasgow. 19–24 July. N.Y.: IEEE, 2020. Paper No. 9207051. doi: 10.1109/IJCNN48605.2020.9207051Qi J., Du J., Siniscalchi S. M. et al. // IEEE Trans. 2020. V. SP-68. P. 3411. doi: 10.1109/TSP.2020.2993164Burrier R. A., Singh H. P., Sadler R. A. et al.// Proc. 1990 IEEE Int. Symp. on Circuits and Systems. N.Y.: IEEE, 1990. V. 1. P. 587. doi: 10.1109/ISCAS.1990.112129