关键词： 低功耗   补光方案   LED驱动电路   外部触发   时序匹配  

摘要： 补光系统是视觉技术中关键的组成部分之一。针对嵌入式图像采集系统的常亮、同频补光的方案所产生的功耗高、温度高、图像采集信号与补光信号时序不匹配等问题。提出一种低功耗、图像采集信号与补光信号时序匹配度高、可靠性强的外部触发补光方案。本方案基于ARM对输入PWM信号的占空比与FPGA对MOS管开关的控制来调整补光灯亮度与频率,稳定匹配嵌入式图像采集信号与补光信号的时序,并通过调整补光灯的亮度等级以得到清晰的图像细节,便于提高后期图像处理的鲁棒性。为嵌入式图像采集系统补光方案的应用提供一种新的解决方案。实验结果表明:使用本补光灯系统的嵌入式设备相较常亮方案功耗降低3 W、灯珠温度降低30℃左右,且图像采集信号与补光信号时序匹配稳定在99%以上。

关键词： 电平位移电路   GaN半桥栅驱动   最小短脉冲  

摘要： 为了满足MHz以上频率的GaN半桥栅驱动系统的应用需求,提出了一种高速高可靠性低功耗的低FOM电平位移电路。串联可控正反馈电平位移电路通过仅在转换过程中减弱正反馈力度,实现了低传输延迟和高共模噪声抗扰能力,同时采用最小短脉冲电路设计以降低功耗。该电平位移电路基于0.5μm 80 V高压(HV)CMOS工艺进行设计与仿真验证,结果表明,电路具有960 ps的传输延时、50 V/ns的共模噪声抗扰能力和0.024 ns/(μm·V)的FOM值。

关键词： 低功耗   LoRa   抄表   自组网  

摘要： 针对现有无线抄表系统功耗高、数据传输距离短和效率低的缺陷,设计了一种无线自组网的抄表系统。系统由表计、采集器和集中器组成,以LoRa通信技术为基础,实现多跳网络结构。表计采用低功耗设计,主动抄读数据上报,采集器和集中器混合组网,自动构建到达集中器的最佳路径,集中器汇总所有表计数据上报平台。通过研究分析验证,无线抄表系统组网时间短,传输距离远,且易于实现,具有较好的实用性。

关键词： 电力巡检   电力红外智能眼镜   5G通信技术   传输-空闲双模式   数据传输策略  

摘要： 针对大部分电力终端设备存在的续航时间短、数据传输不及时等问题,提出了一种电力巡检终端设备的低功耗数据传输策略。设计了一种新型电力红外智能眼镜,将其安装在安全帽外部,在满足安全性要求的情况下应用于电力巡检。基于5G通信技术,引入了传输-空闲双模式系统的工作状态,通过协调控制系统双模式实现功耗最小化。基于电力巡检终端设备搭建了实验平台对所提策略进行性能分析。结果表明,文中所提出策略的总功耗不超过20 W,传输延时小于2 s,均优于其他对比策略,能够较好地应用于电力设备巡检。

关键词： 延迟锁相环   时钟抖动   低功耗   电荷泵  

摘要： 多相时钟是集成电路的关键模块之一,在模拟数字转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC),或是时间数字转换器(Time-to-Digital Converter,TDC)等电路中有大量的应用.多相时钟通常由延迟锁相环(Delay-Locked Loop,DLL)与锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)产生.然而传统DLL无法倍频,PLL会有抖动累积等问题.此外,DLL与PLL的功耗通常较大.针对这些问题,本文提出了一种低功耗防错锁倍频延迟锁相环(Multiplying Delay-Locked Loop,MDLL).该设计采用一种低功耗的电荷泵结构,以及能切换为压控振荡器的压控延迟线,使电路功能在DLL与PLL之间切换,在倍频的同时能够周期地消除抖动累积.同时加入了防错锁电路,以避免MDLL锁定在错误的频率.基于HHGrace 0.11μm COMS工艺进行了流片验证,芯片面积约为0.03 mm 2.测试结果表明,此电路能够将输入参考时钟倍频32倍输出,输出时钟频率范围为54.4 MHz-92.8 MHz,电路功耗为216μW–312μW.在输出时钟频率为80 MHz的情况下,均方根抖动为116.3ps(0.93%).

关键词： 软件定义网络   流表   匹配算法   更新优化   多线程  

摘要： 随着网络技术的不断发展,人们对于网络设备的要求也不断提升。在新兴的软件定义网络中,数据平面的网络性能则由交换机性能决定。软件定义网络中,交换机功能基于匹配动作表实现,匹配算法则决定了交换机处理数据包的性能。现有的掩码匹配实现方式往往难以兼顾匹配性能与更新性能,同时大多数匹配算法更新时均会造成查询中断,规则更新对于查询性能有着较大的影响。本文在现有算法基础上结合多线程处理思路,设计了新的匹配算法,即更新、匹配并行的多线程规则匹配算法。我们将匹配算法分为更新模块以及查询模块,通过将匹配工作与更新工作分离的方式,减小了更新工作对于匹配工作的影响。根据实验结果,改进算法将更新工作造成的匹配中断时间从毫秒级降低到微秒级,最大减少了约4个数量级。

关键词： 实时监控   IRIG 106   遥测   PCM   多线程   民机试飞  

摘要： 为了满足大型民机试飞实时监控的需求,针对遥测数据设计研发了一套实时处理软件,软件包含后端解析服务和前端显示软件两大部分;后端解析服务采用多线程调度技术,实现在实时处理及数据回放等不同工作模式下IRIG 106 CH10遥测数据的接收和PCM参数数据、PCM嵌入式视频流的解析和实时存储;前端显示软件基于WPF框架开发,包括任务管理、参数配置、算法处理和数据同步等功能模块;经实际测试,软件实现了国产某大型客机超过15000个试飞遥测数据及多路视频的实时解析、计算和转发,成功驱动了实时监控终端的相关应用,满足了试飞过程中的实时监控需求,为试飞任务的安全开展提供了有力保障。

关键词： 双极型   激光修调   差分输入   低功耗   低失调  

摘要： 基于Bipolar工艺设计,结合激光修调技术,实现了一种四通道、低失调、低功耗、高增益的运算放大器。电路整体结构包含基准偏置电路、差分输入及偏置补偿电路、中间级电路、输出及过流保护电路。输入级选择差分输入结构,采用输入偏置补偿设计,降低了输入失调电压和偏置电流;中间级采用射随器结构,结合密勒补偿电容及零点电阻,提高电路的稳定性;输出级采用B类的输出结构,结合过流保护设计,增加电路的安全性。电路封装后测试显示:输入失调电压为10μV,输入偏置电流为0.5 nA,大信号电压增益为130 dB,电源电流为2.4 mA,增益带宽积为1.5 MHz,电压噪声密度为7.34 nV/√Hz。

关键词： 电力无线传感网络   频偏补偿   时间同步   低功耗  

摘要： 部署在电力无线传感网络中的传感器节点目前多数还依靠能量受限的电池驱动且算力有限,本文针对电力系统这一应用场景,使用双向时间戳交换算法校正时间偏移,保障同步精度;同时利用温度–频偏公式及时补偿同步节点相对于被同步节点的频率偏移,从而有效增加了同步算法执行间隔,以减少频繁交换时间戳产生的通信能耗,在保证时间同步精度的同时大大降低了同步过程产生的通信能耗。经过实验对比验证,本文设计的算法从校正同步精度和节约网络通信能耗两个维度与单纯交换时间戳校正时偏的同步算法相比都有一定程度的提升。

关键词： 高光谱遥感   图像分类算法   低秩稀疏子空间聚类   低功耗异构计算架构   编码孔径快照光谱成像  

摘要： 高光谱图像分类算法通常需要逐点对图像中的像素点进行迭代处理,计算复杂度及并行程度存在较大差异。随着高光谱遥感图像空间、光谱和辐射分辨率的不断提升,这些算法无法满足实时处理海量遥感图像数据的需求。通过分析NPU存储计算一体化模式与遥感图像分类算法的实现步骤,设计低功耗CPU+NPU异构资源计算架构的低秩稀疏子空间聚类(LRSSC)算法,将数据密集型计算转移至NPU,并利用NPU数据驱动并行计算和内置AI加速,对基于机器学习算法的海量遥感数据进行实时分类。受到***计算范式的启发,CPU+NPU异构资源计算架构由8 bit和低精度位宽NPU共同组成以提高整体吞吐量,同时减少图网络推理过程中的能量损耗。实验结果表明,与CPU计算架构和CPU+GPU异构计算架构的LRSSC算法相比,CPU+NPU异构计算架构的LRSSC算法在Pavia University遥感数据集下的计算速度提升了3~14倍。