关键词： UVLO   带隙基准   电流镜   宽温   总线收发器   迟滞   低功耗   BCD工艺  

摘要： 文中提出一种用于总线收发器的结构简单的欠压保护电路,其自身含有带隙基准结构,并采用比例电流镜和正反馈实现带有迟滞的欠压保护,在非常宽的温度范围内具有良好的独立性和稳定性,且其阈值电压在较大范围内精确可调,从而能针对性地解决汽车总线收发器工作时温度变化大和外界干扰重等问题。基于TSMC的180 nm BCD工艺,对该电路进行理论推导、仿真验证和版图设计。PSpice仿真和流片结果表明:与以往相同工艺条件下的欠压保护电路相比,版图面积减小47%;当电源电压在0~6 V变化时,该电路能在-40~150℃范围内实现欠压保护,迟滞大小为120 mV,阈值电压约为3.42 V;常温时5种工艺角下电路的阈值电压和迟滞大小基本不变,平均功耗电流值均在可控范围内。

关键词： 低功耗   电源拓扑   动态电源管理   电磁兼容  

摘要： 便携式超短波通信设备是军事作战终端,具有小型化、小体积、低功耗的特点。随着软件无线电技术的不断发展成熟以及高集成、高功率系统级芯片(System on Chip,SoC)的应用,便携式超短波通信设备的电源系统设计,尤其是电源转换效率、电源电磁兼容设计等直接影响通信设备的可靠性。基于此,介绍便携式超短波通信设备的组成,并对电源系统的设计进行详细分析。

关键词： 智能电池   超低功耗   SiP封装   融合定位   物联网  

摘要： 利用先进的物联网、传感器和无线通信等技术手段,研究超小体积、超低功耗、可进行持续融合定位和通信的智能电池技术,将智能电表改造升级为具备主动定位能力和无线通信能力的智慧电表,从而解决现有电表在运维管理中由于地理位置等关键信息缺失造成的设备丢失、资产盘点困难等问题。结合物联网管理平台,提升在电表仓储、流转、安装、巡检等过程中的精准管理能力,实现电表的数字化运维和智慧化运维,创新泛在物联网在智慧电力行业的应用模式。

关键词： Duo-binary PAM4编码   1/4速架构的4∶1合路器   阻抗校准电路   强信道  

摘要： 为了解决串行收发机在强信道衰减下误码过高的问题,采用Duo-binary PAM4编码技术设计了一款低功耗的112 Gibit/s SerDes发射机。通过采用Duo-binary PAM4编码技术,解决了高速PAM4(Pulse Amplitude Modulation-4)信号衰减过大的问题;采用CMOS的1/4速架构的4∶1合路器,降低了发射机的系统功耗;采用阻抗校准电路,提高了Duo-binary PAM4发射机的线性度。该发射机采用CMOS 28 nm工艺设计,0.9 V电压供电。仿真结果表明:该发射机在20.9 dB强信道衰减下,可以工作在112 Gibit/s,功耗为1.9 pJ/bit,且线性度达到88.3%。

关键词： CC1310   无线组网通信   时间同步   高速率   低功耗  

摘要： 为有效减轻新一代运载火箭传感器数据采集与传输系统的质量,设计并实现了基于CC1310芯片的无线传感器系统。采用频分复用(FDM)结合时分复用(TDM)的方式完成多节点组网并实施分组管理,组间频分复用既实现了节点数的扩增,又提升了传输速率复用倍数,分组数为4时子节点数量可达100个以上。提出主节点授时法结合多节点分时传输协议的优化设计方法,保证多节点高精准同步,避免节点间碰撞,获得了最优的组内可达速率;设计节点唤醒/休眠模式切换策略,有效降低了系统功耗。实测结果表明:2个主节点带5个子节点并行工作时,传输速率可达400 Kbps,且主节点数量增加时,系统的传输速率成比例增大;单个子节点忙时功耗不超过60 mW,闲时功耗不超过12 mW,平均功耗为15.2 mW,符合低功耗要求;同时,所设计的无线传感系统具备良好的可靠性和鲁棒性。

关键词： 沥青罐箱   低功耗   监测系统   车载终端  

摘要： 在智慧铁路建设中,基于物联网技术和传感器技术开发了一种低功耗沥青罐车载终端设备和地面数据监测系统。该系统可实现对沥青罐车的环境、设备状态全面监控,并通过4G/5G将各项数据上传到地面中心。系统可以监控车载终端,包含列车的位置信息,实时监控报警,历史轨迹查询,设备状态监控和物流信息查询功能,并且可以对终端设备进行简单配置。

关键词： 数字滤波器   温度传感器   低功耗   CIC滤波器   FIR滤波器  

摘要： CMOS温度传感器广泛应用于物联网传感节点,功耗属性是其重要指标.数字滤波器功耗是温度传感器功耗的主要来源之一,限制数字滤波器功耗成为实现温度传感器低功耗的重要方法.基于此,开展了面向CMOS温度传感器的低功耗数字滤波器设计,提出了一种精度自适应的数字滤波器,该滤波器由递归型CIC滤波器和基于移位加法器的FIR滤波器级联而成,可根据实测温度与用户设定阈值温度区间差值自行调节CIC滤波器级数和FIR滤波器阶数.当实测温度在阈值温度区间内时,滤波器中的所有运算单元均参与运算,滤波器处于最高精度;当实测温度在阈值温度区间外时,有选择性的关断滤波器中的运算单元,使滤波器功耗下降.对于不需要重点监测的温度区间,测温精度要求通常并不高,若依旧进行高精度温度监测,将产生许多不必要功耗开销,采用精度自适应的数字滤波器可以有效解决该问题.为了进一步降低温度传感器功耗,根据温度信号变化缓慢的特点,采用单次温度转换结合闲时关断的工作模式,并对该种工作模式下单次温度转换运算进行优化,使FIR滤波器功耗降低5.5%.温度传感器采用180 nm CMOS工艺实现,测试结果表明,当实测温度处于阈值温度区间内时,传感器在-55~115℃温度范围内可以具有0.47℃的精度,在1.8 V供电电压下,传感器数字部分功耗为20.15μW.当实测温度在阈值温度区间外时,相比于实测温度处于阈值温度区间内,传感器数字部分功耗最大可降低11.3%.

关键词： 物联网   连接数   低碳经济   前景展望   节点功耗   低功耗  

摘要： 随着物联网技术与各行业深入融合,物联网连接规模增长迅速。2020年年底,全球物联网连接数达到113亿,首次超越了非物联网连接数,预计到2025年连接数将超过270亿。过去10余年,降低终端节点功耗一直是物联网核心研究方向之一,催生了多项创新技术并形成相关标准,例如NB-IoT、eMTC、LoRaWAN、Sigfox、WiFi Halow等标准。以上各类低功耗的技术和标准,支持海量物联网的接入,成为满足大连接的主力。不过,现有低功耗物联网技术大部分需普通电池或纽扣电池供电,百亿级物联网节点意味着需要消耗百亿级电池,这并不符合低碳经济的要求,同时,现有技术无法满足很多不具备电池供电条件场景的需求,无源物联网正是解决这些需求的有效手段。

关键词： 多核处理器   同步间歇时钟系统   解耦去偏斜锁相环   低功耗设计  

摘要： 随着高性能处理器集成度、面积以及工作频率的不断增加,时钟动态功耗呈指数级增加,时钟分布不均导致跨时钟域的同步开销显著增大,这些问题逐渐成为制约处理器能效提升的瓶颈.通常处理器核的功耗占多核处理器整体功耗超过70%,而时钟功耗是处理器核功耗的主要组成部分.数字方式的系统动态调频DFS(Dynamic Frequency Scaling)降频的方法需要触发时钟中断例外重新配置时钟生成模块锁相环的相关寄存器,由此带来系统超过毫秒级等待时间开销;而模拟方式连续自适应调节AFS(Adaptive Frequency Scaling)频率变化过程中存在频率过冲响应会增加物理时序设计压力.与此同时功耗的调节降低要以高性能为前提.片上时钟分布长延时随PVT(Process Voltage Temperature)变化产生的不确定时钟相位偏差,为此物理设计增加时序冗余补偿会直接影响到处理器性能.本文提出了新的基于解耦去偏斜锁相环De-skew PLL(De-skew Phase Locked Loop)的同步间歇时钟系统,采用12 nm CMOS工艺实现了去偏斜锁相环的设计,并对整个系统进行了时序性能和时钟功耗的评估.该系统一方面可以利用去偏斜锁相环的远端时钟反馈技术实现不同时钟域之间的实时相位对齐,同时也可以抵抗反馈环内时钟分布延时随PVT的变化;另一方面可以利用新增加的解耦模块,无频率过冲地响应处理器核内产生的时钟间歇控制(时钟脉冲间断性停拍)信号降频,从而实现亚纳秒级时钟动态功耗控制.以12 nm工艺同步级联结构为例,每层时钟分布校准后同步偏差小于10 ps.使用16核LS3C5000处理器RTL在仿真加速平台上运行SPEC CPU 2000测试集来评估本方案对处理器核时钟功耗的影响,并进一步通过PTPX后仿真验证,结果表明,定点及浮点程序平均功耗节约分别大于4.5%和20.3%.