Synthesis of tunable distributed MOS-based FOE

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216305%3A26220%2F26%3A0200278" target="_blank" >RIV/00216305:26220/26:0200278 - isvavai.cz</a>

Result on the web

<a href="https://gitlab.utko.feec.vutbr.cz/foe-pub/synthesis-of-tunable-distributed-mos-based-foe" target="_blank" >https://gitlab.utko.feec.vutbr.cz/foe-pub/synthesis-of-tunable-distributed-mos-based-foe</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

angličtina

Original language name

Synthesis of tunable distributed MOS-based FOE

Original language description

This software implements an algorithmic synthesis framework for the design of electronically tunable fractional-order elements (FOEs) based on MOS transistors treated as distributed resistive–capacitive (RC) structures. The synthesis aims at achieving a prescribed set of constant admittance phase responses over a defined frequency band, with phase tunability realized through gate control voltages. The design procedure combines circuit analysis with numerical optimization, employing Simulated Annealing for global exploration of the design space followed by Gradient Descent for local refinement. The software determines the FOE topology, dimensions of individual MOS structures, and the corresponding control voltages required to obtain the desired phase tunability while satisfying phase tolerance and bandwidth constraints.

Czech name

—

Czech description

—

Type

R - Software

CEP classification

—

OECD FORD branch

20201 - Electrical and electronic engineering

Project

<a href="/en/project/GA23-06070S" target="_blank" >GA23-06070S: Fundamental research on designing of CMOS fractional-order elements</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2025

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Internal product ID

SW for tunable design of FOE

Technical parameters

Software se skládá z jednotlivých modulů optimalizovaných pro maticové výpočty v programu Matlab. Program vyžaduje a využívá komponenty Parallel processing toolbox a Optimization toolbox. Program je navržen pro návrh optimalizovaných neceločíselných struktur s kapacitním charakterem (FOE - Fractional-Order Element), u kterých je možné měnit elektronicky neceločíselný řád navrženého prvku, což výrazně ovlivňuje charakter programu. Vstupem jsou technologické parametry konkrétní technologie a celá řada dalších parametrů, které ovlivňují charakter hledaných výstupů výpočetně a algoritmicky náročných procesů. Program využívá výkonu procesoru a je optimalizován pro běh na více vláknech, kde každé z nich využívá optimalizační algoritmus, pečlivě vybraný pro návrh řiditelných neceločíselných FOE. Všechny tyto atributy jsou popsány v readme projektu na veřejném gitlabu (https://gitlab.utko.feec.vutbr.cz/foe-pub/synthesis-of-tunable-distributed-mos-based-foe). Odpovědnou osobou za tvůrce výsledku je doc. Ing. David Kubánek, Ph.D. (kubanek@vut.cz).

Economical parameters

Výsledek se uplatní u subjektů pracujících s návrhem integrovaných obvodů realizujících analogové funkce a využívající ve své struktuře prvků neceločíselného řádu. Subjekty využívající tento výsledek jsou především výzkumná pracoviště po celém světe za účelem jejich vlastní výzkumné a vývojové činnosti, případně i komerční subjekty. Výsledek je poskytován v režimu CC-BY. Tvůrce a vlastník výsledku nepožaduje žádné licenční poplatky. Výsledek představuje komplexní software, který je možné upravit pro potřeby výzkumu a vývoje daného uživatele výsledku. Výsledek výrazně zefektivňuje proces návrhu řiditelné neceločíselné MOS struktury (FOE), což má zásadní ekonomické dopady na uživatele výsledku. Ten díky použití tohoto software nemusí investovat velké prostředky do výzkumu a vývoje v rámci algoritmizace vlastního návrhu řiditelných neceločíselných struktur realizovaných v dané MOS technologii. Výsledek je připraven k přímému použití, je nutné pouze upravit technologické a další parametry dle konkrétní použité te

Owner IČO

00216305

Owner name

Vysoké učení technické v Brně