• 學位論文

以紅外線眼球追蹤系統改良情境引導式的數位教學系統

21世紀是個知識經濟的時代，網際網路在這個世紀更發展出新的生活環境，改變了人類在一般生活環境下的方式甚至是學習，面對環境如此快速的轉變，掌握住有效的資訊，充實個人的知識，利用網際網路來幫助學習，進一步達成學習的目標，則將會是重要的關鍵之一，並且隨著終身教育與教學多元化的趨勢，數位學習將會是未來發展的重要趨勢，此即所謂的「e-Learning」；故本研究將藉由紅外線眼球追蹤系統，探討使用者在使用數位學習系統時的眼軌動向，並分析數據來加以改良，並且結合情境式的模擬教學及引導式的模擬教學來建構一個新的數位學習平台，並進行量化的實驗分析，實驗結果發現，新型的數位學習系統有效降低無效眼位及注意力不集中的問題，有效提升整體之學習成效。

• 學位論文

以DSP晶片實現模糊控制之升壓調節器

傳統的控制問題常需對真實系統建立數學模型來作精確的數值形式計算處理，一般是以一個或多個微分方程式來敘述控制系統的響應。此類控制系統常以PID(proportional-integral-derivative)控制器來實現[4]，雖然其能精確的控制，但是假如遇到較複雜、大型的控制系統或者與使用者有關的知識經驗等，則必須花費大量人力、時間去建構數學模型，甚至有可能因過於繁複而無法建構其數學模型。因此我們不可能把整個控制系統的所有變數列出來，而只能去控制一些影響系統較大的因素。模糊控制利用簡單的“IF-THEN”規則來描述系統即可達到系統控制的目的。 在本論文研究主旨於以開環控制(open-loop control) 與閉環控制(closed-loop control) 探討兩者應用DSP 2407晶片控制的差異。

• 學位論文

低成本高效能電流比較器於記憶體、中頻數位轉換與 電流模式邏輯應用

以威爾森電流鏡為基礎所設計之威爾森電流比較器，特性上具有高靈敏的切換運作，以威爾森電流比較器為基礎設計成電流感應放大器、資料轉換器、電流模式邏輯等新型電路架構，簡化傳統電路設計上的複雜度，達到減少功率損耗之目標。威爾森電流比較器是利用電流鏡的鏡射特性構成自我偏壓型態電路，威爾森電流鏡本身具有相當高的阻抗可提高電流穩定效果，基於低壓與穩定的優點可產生具有高靈敏感應、快速電流切換的運作，透過適當的MOS長寬比設計可將運算電流控制在最小，達到最低功率損耗。我們以感應放大器、資料轉換器與電流模式邏輯電路作為驗證威爾森電流比較器的電路性能，在TSMC 0.18um製程的表現，電流模式感應放大器的sensing time為0.2ns，中頻/數位轉換器的功率消耗約為2.2mW，威爾森電流模式邏輯，透過HSPICE所測得的功率損耗並不會隨著頻率提高而有大幅度的改變。驗證了威爾森電流比較器的結構設計具有高度前瞻性的優異性能，以現今VLSI設計所強調的降低功率損耗，威爾森電流比較器架構的提出在系統應用的技術上具有相當程度的突破。

• 學位論文

涵蓋實體訊號到網路系統行為層之無線網路QoS矽智財之驗證

本論文提出支援無線網路跨協定之電子系統層級驗證(Electronic System Level; ESL)，其中主要以服務品質(Quality of Service; QoS)矽智財與跨協定演算法為主要驗證標的，因此本文所謂電子系統層級，包含跨協定演算法軟體與QoS矽智財硬體電路，驗證目標是軟硬體共同設計(架構與演算法共同設計; Algorithm and Architecture Co-design; A/A Codesign)。我們設計嵌入式Linux之中介軟體(middleware)與驅動程式(Linux Driver)，用以連結網路模擬器，整合上層跨協定控制軟體與矽智財FPGA硬體雛型，形成一個跨協定ESL驗證平台(Hierarchical Cross-Layer Control ESL; HCLC ESL)，克服了傳統ESL驗證做不到的QoS、網路傳輸、實體硬體訊號與功耗之驗證。因此我們將ESL驗證向上延伸到跨協定演算法與網路通訊(networking)，向下延伸到真實硬體效能之量測。在整個驗證流程中，我們使用NS-2網路模擬器提供無線網路情境以及通訊協定，因此HCLC ESL的使用者不必另外掛載(porting)通訊協定。而利用socket將網路的狀態(例如packet delay)傳達給HCLC控制器，這些控制器中包含實現在EDA工具中之軟體控制器以及以Linux Driver驅動之FPGA硬體控制器矽智財。對於FPGA而言，當中介軟體收到NS-2的資料後，透過驅動程式觸發SoC bus的協定，將網路狀態傳送到FPGA的矽智財中，矽智財接收到網路狀態進行計算之後重新發出控制訊號，控制訊號一樣由相同路徑返回到NS2，用以改變網路狀態，完成迴授控制的一次迴路。 本論文以IEEE 802.11e HCCA WLAN、IEEE 802.11e EDCA VANET、以及IEEE 802.16e Mobile WiMAX的跨協定QoS演算法與矽智財驗證作為實例，證明所提出的HCLC ESL驗證平台可適用在不同的無線網路技術。透過本論文所設計之中介軟體(middleware)與驅動程式(Linux Driver)，能快速整合跨協定控制軟體與QoS矽智財，容易進行軟硬體共同驗證以及A/A共同設計，並且達到現有ESL驗證工具做不到的Networking與Control Algorithm的驗證，而使用真實硬體FPGA也達到實體訊號品質與功率消耗之驗證。

• 學位論文

RFID應用於藥品管理之研究與設計

本論文描述如何運用嵌入式系統並結合相關硬體如:防潮箱、HF RFID與UHF RFID相關硬體，達到建構完善居家藥品保存環境的目的，透過嵌入式系統與HF RFID整合成為家中人員辨識系統，並由UHF RFID Tag讀取到的藥品資訊做為藥品辨識系統，經由CGI藥品資訊介面，使用者拿取藥品時即可透過使用者介面了解所使用的藥品資訊。 本系統為提供家中提供詳盡藥品資訊與管理，希望藉由本系統提供一般家庭對於藥物的認識並提供更詳盡的藥品資訊，家中患者透過使用者介面就可以了解藥品的特性，當使用者忘記服用藥品時，透過手機簡訊通知使用者該服用藥品了，透過穩定的用藥環境讓患者病情及早穩定與健康。 患者在服用藥品的過程中如果拿錯藥品或是拿到過期的藥品時，經由蜂鳴器提醒使用者拿到錯誤的藥品，可以減少使用者服用到錯誤或是過期藥品的情況，提供患者更加安全的用藥環境，患者經由系統介面選擇所需要服用藥品項目；當需要提醒患者用藥時，可利用系統設定預約用藥清單，經由系統所提供簡訊的方式提醒患者用藥，透過藥品箱WebServer介面提供遠端使用者用藥資訊，利用所取得的用藥資訊將可提供未來遠端醫療照顧中所需的患者用藥情況，提供解決醫療人員對於患者用藥情況的了解，改善醫療藥品嚴重浪費的情況。

• 學位論文

多值電路設計與應用

本篇論文我們的研究方向以使用負微分電阻元件(Negative-Differential-Resistance；NDR)為設計及應用電路的基礎。其整體架構是利用金氧半場效電晶體(MOSFET)與異質接面電晶體(HBT)所組成，我們將其架構稱之為MOS-HBT-NDR元件。而因其電流-電壓曲線(I-V Curve)呈現N型或Λ型的特性，所以可稱之為N型或Λ型MOS-HBT-NDR元件。我們使用數個NDR元件以串聯或是並聯方式作為驅動(Driver)電路，即可獲得數個峰值及谷值，而因I-V Curve具有摺疊特性，此特性可降低複雜性及減少電路使用元件，故利用此特性及NDR元件來設計多值記憶器、解碼器及多工器電路。

• 學位論文

即時視線感知晶片與其家電控制系統之應用

我們提出一種適用於動態影像之單一使用者即時視線偵測演算法，並實現其矽智財(SIP) FPGA雛型，以朝向複合式人機介面單晶片的目標邁進。 本系統主要使用視線來對機器(例如：家電)做選擇控制，只要看著我們欲操作的家電設備，即可切換設備控制對象，對該家電進行控制。傳統的臉部辨視，大都使用複雜的演算法來計算其臉部特徵，進而找出眼睛。傳統的做法，在硬體實現上，既費時又佔空間。本系統最大的特點在於。利用人類在視線轉移時會眨眼的特性，來簡化演算法的複雜度。在硬體實現上，我們提出同步於CCD像素輸入的緩衝技術，因此不必使用任何外部記憶體。從CCD攝影機輸入的YCbCr影像，利用邊緣偵測演算法，及前後張影像差分運算，並利用人類眨眼時臉部上半部呈現瞳孔與膚色切換的原理，來判斷畫面中眼睛的位置。當選擇控制對象時，以直視前方時所抓取到的眼睛位置為參考點，以相對位置來換算視線角度，當視線範圍內有其他家電時，便可切換設備控制對象。 為了驗證本系統的功能與效能，我們結合手勢辨識系統進行家電控制之應用，使用者不需配戴或手持任何裝置，以CCD攝影機搭配人類最自然的動作--眨眼、揮手，來達到控制設備的目的。從整合後的系統效能來看，我們使用現場可程式化邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array; FPGA)成功實現了視線辨識系統的矽智財，並且可以和手勢辨識系統整合成複合式人機介面單晶片系統。

• 學位論文

圖案化藍寶石基板與電鍍銅技術應用於氮化鎵發光二 極體之研究

本論文研製之以簡單低成本之濕式化學蝕刻法，對藍寶石(sapphire, Al2O3)基板進行大深度之圖形化蝕刻，蝕刻溶液為硫酸(H2SO4)與磷酸(H3PO4)以3:1 體積比例混合的溶液。使用多層金屬與二氧化矽(SiO2)兩種不同的蝕刻遮罩，探討遮罩對蝕刻速率、深度、品質的影響。沉積SiO2 遮罩的溫度會影響蝕刻後sapphire 基板 的蝕刻深度，300oC 為較佳的沉積溫度，藉此可以讓蝕刻深度達到37.2 μm。多層金屬遮罩因為其中的鉻(Cr)金屬，對蝕刻液的阻擋效力不彰，因此無法達到蝕刻深度方面的要求。 我們為了要使光取出有更好的效果產生、而使用了微米與奈米結合的圖案化藍寶石基板，微米圖案化藍寶石基板使用了黃光製程、在過程中分別做了三組實驗，(1)Ni結球遮罩實驗、(2)SiO2遮罩實驗、(3)SiO2 奈米球實驗， Ni結球遮罩實驗因SiO2 過厚使遮罩無法定義出圖形， SiO2遮罩實驗雖有蝕刻出圖形，但SiO2不夠均勻、而使用了SiO2 奈米球，SiO2奈米球實驗雖可在藍寶石基板上塗佈，但其無法與基板緊粘，造成蝕刻時、易被蝕刻液拔起，以致於要提高回火溫度。但由於目前的LED 在光源應用時所產生會遇到有關熱的問題，LED 所產生的熱不僅會影响到發光效率及其使用的壽命，還會產生所謂的紅移現象、為了改善散熱的問題我們使用到電鍍銅這一項技術。且這一項技術有使用到反射鏡可以同時增加LED 的光取出，也可以對LED 的散熱有較好的效果出現。在這一實驗中分別鍍出不同厚度的銅、有分成3 種厚度326μm ±20μm、716μm ±50μm、867μm ±50μm、可以看出對光的影响和散熱的效果。

• 學位論文

不同型態的光源對於黃疸症之照光治療效果的評估研究

新生兒黃疸是一種很常見的生理變化。此變化可分為生理性黃疸和病理性黃疸。生理性黃疸多數不需要治療，而病理性黃疸如不及時治療，可能會對神經系統造成終身永久性的傷害。「光照療法」是治療新生兒黃疸最有效簡便的方法之一，但光照治療卻會有一些副作用，如：腹瀉、水份散失、體溫不穩、暫時性皮疹、更可能傷害視網膜。因LED所發出的光源屬於冷光系，不會像傳統的燈管發出大量的熱能，使得在長時間的照射治療下，較不會因大量的熱能而產生熱傷害，因此在本研究中將以LED光源取代傳統的燈管，模擬臨床上不同型態的光源對於黃疸症的照光治療，藉以評估研究不同型態的光源是否比傳統的光源更具治療效果且安全，進而取代傳統藍色燈管光源的可行性。

• 學位論文

高性能V/F控制感應馬達驅動系統設計

本文介紹了一個穩定的和高效率的 純量變頻控制交流感應馬達。交流感應馬達是工業運動控制系統和家用電器中最常用的馬達，結構簡單、可靠、低成本、低維修率，可直接和交流電源相連，這些都是交流感應馬達的主要優勢。且由於微處理機技術的進步，其性能不斷提高，價格日益低廉，可以預見未來感應馬達的控制技術將普遍的應用於各項產業。