High-Performance Time-to-Digital Conversion on a 16-nm Ultrascale+ FPGA
Notice bibliographique
Résumé
In recent years, field-programmable gate arrays (FPGAs) have emerged as promising platforms for implementing picosecond-resolution time-to-digital converters (TDCs). Tapped delay-lines (TDLs) are simple to implement but require careful design decisions for high precision and linearity. Although various implementation strategies have been explored in TDC literature across different FPGA technology nodes, the 16-nm node has only recently begun to receive attention. The goal of this study is to leverage a 16-nm FPGA for TDL-TDCs with the requirement of maintaining implementation simplicity while ensuring top-tier performance. We investigated, combined, and optimized various state-of-the-art TDL techniques using an AMD-Xilinx Zynq Ultrascale+ RFSoC. The 16-nm node offers logic buffers (CARRY8) with low propagation delay, ideal for the construction of TDLs. We designed multi-channel TDCs utilizing both single and multiple carry chain TDLs. Propagating a single signal edge allows the use of a simple, bubble-free ones-counting encoder. Buffer redundancy subdivides the bins of the code density histogram, whose linearity is further enhanced by bin decimation. The optimal placement of the TDL elements is considered, together with the sampling clock frequency and source. We demonstrate the capabilities of the TDCs in terms of full-scale range (FSR), dead time, nominal resolution (LSB), RMS precision, differential and integral nonlinearity, hardware utilization, and power consumption. This method leads to TDCs that are simple to implement yet excel in performance, linearity, and sampling rate. For example, we propose a 4-chain TDC achieving LSB < 4 ps, single shot precision (SSP) < 3 ps, DNL < 1 LSB and INL < 2 LSB.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».