DFG-Forschergruppe „Multiphysikalische Synthese und Integration komplexer Hochfrequenz-Schaltungen – MUSIK“

Die Forschergruppe MUSIK verfolgt das Ziel, die funktionalen Eigenschaften mikroelektromechanischer Systeme bei hohen Frequenzen verstärkend, steuernd, oszillierend, schaltend konsequent und konsistent in eine multiphysikalische Synthese und Integration komplexer Hochfrequenz-Schaltungen einzubeziehen. Durch die Zusammenführung und abstrahierte Beschreibung mikroelektronischer und mikromechanischer Eigenschaften auf Bauelemente-, Baugruppen-, Schaltungs- und Systemebene wird eine neuartige Schaltungstechnik erschlossen, die den bisher in der HF-MEMS-Forschung auf Technologie und Einzelelemente gerichteten Fokus auf eine anwendungsorientierte Systemebene hebt. In der ersten Phase der Laufzeit vereinigt MUSIK die Vorteile der bisher getrennt erforschten Welten der Mikroelektronik und Mikromechanik, um in der zweiten Phase die Basis für eine neue HF-Mikroelektromechanik-Welt zu schaffen, die die Aspekte einer multiphysikalischen Schaltungssynthese, -entwurf und -implementierung umfasst.

Projektlaufzeit:  2012 bis 2018

Teilprojekt „Modell- und Systementwurf“

Das Ziel des zu bearbeitenden Teilprojekts „Modell- und Systementwurf“ besteht in einer weitgehend durchgängigen Modellierung der multiphysikalischen HF-MEMS-Schaltungen (MEMS/Mechanik und Mikroelektronik), um daraus sowohl eine ganzheitliche Analyse und Simulation als auch einen Entwurf im Sinne einer optimalen Auslegung und Abstimmung der Systemkomponenten zu erreichen (Ziel: MEMS Radio). Dabei ist eine Durchgängigkeit in beiden Richtungen auf bzw. zwischen unterschiedlichen Hierarchieebenen von fundamentaler Bedeutung, bottom-up für Modellierung und Simulation, sowie top-down für den Entwurf. Damit ergibt sich als weiteres Ziel, moderne EDA-Methoden und Werkzeuge einzusetzen und diese auf die neuen Erfordernisse anzupassen und zu erweitern.

Aufgabengebiet
Erarbeitung eines ganzheitlichen Entwurfsablaufes für heterogene Systeme
Modellierung von MEMS-Baugruppen mit Hilfe von AMS-Verhaltensbeschreibungssprachen
Generierung von vereinfachten Verhaltensmodellen für die Bottom-up-Verifikation
Entwurf verschiedener Schaltungen (LNA, Bandgap) in IC-Schaltungstechnik

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Ralf Sommer

Nähere Informationen finden Sie unter www.tu-ilmenau.de/musik

Green-ISAS

Grundlagentechnologien für autonome Industrie-4.0-konforme Sensor/Aktor-Systeme

Green-ISAS erforscht neue Methoden und Technologien, um Sensor/Aktor-Systeme zu autonomen Industrie-4.0-Komponenten auszubauen.

Hochleistungsfähige, intelligente und zugleich energieautarke Sensor/Aktor-Systeme sind ein Schlüssel zu vielfältigen Industrie-4.0-Anwendungen. In Green-ISAS werden dazu breit einsetzbare Basislösungen erforscht und entwickelt.

Die erarbeiteten Entwurfs- und Testmethoden sowie modulare Hard- und Software-Komponenten sollen als technologische Basismodule dienen. Die Verknüpfung dieser Basismodule wird einen effizienten Entwurf, Aufbau, Test und Betrieb künftiger anwendungsorientierter Lösungen ermöglichen.

Ansätze für eine hohe Eigenintelligenz, Vernetzung und Energieautarkie werden in neuartiger Weise zusammengeführt und mittels zweier Demonstratoren validiert. Hierfür werden Forschungsaspekte der Mikroelektronik und Mechatronik mit der Informationstechnik grundlegend verbunden.

Ganzheitliche Betrachtung der Sensor/Aktor-Systeme und des Wechselspiels ihrer Komponenten wird die Überwindung technologischer Barrieren einzelner Systemelemente erlauben.

 

Forschungsschwerpunkte:
CMOS-basierte Ultra-Low-Power-Smart-Sensoren,
passive Long-Range-UHF-RFID-Frontends,
elektromagnetische Mikro-Energy-Harvester,
Hardware- und Software-Lösungen für adaptives und verteiltes Energie-Management in Sensor/Aktor-Systemen.

 

Förderung: Gefördert durch den Freistaat Thüringen aus Mitteln des Europäischen Sozialfonds unter dem Kennzeichen 2016 FGR 0055.

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Ralf Sommer

Laufzeit:  2016 – 2018

Partner:  IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme