关键词： 低功耗   低噪声   时钟同步  

摘要： 高精度磁场测量模块主要用于地质、地球物理、国防等科学领域。现有的三分量磁场测量模块存在便携性差(需要连接PC交互)、本底噪声水平高、续航时间短等不足。针对现有磁场测量模块的不足,对便携式三分量磁场测量模块进行研发,研制了高精度数据模块,开发了Android手机端控制程序,并进行了性能指标测试。测量模块支持Android手机端交互,具有本底噪声水平低(动态范围>121dB@fs=1000 Hz)、同步精度高(时间漂移±0.87 ms/day)、续航时间长(可连续工作一周)、扩展性强(支持多种磁通门传感器)的特点。便携式三分量磁场测量模块设计便携、简单易用,适合野外测试使用。

关键词： 片上网络   多线程应用程序   拥塞避免   路由算法   虚拟通道  

摘要： 在多线程程序执行过程中,遇到同步屏障(Barrier)时,进度快的线程需要等待进度慢的线程,导致执行进度快的处理器处于等待状态,不仅影响性能且浪费功耗。对基于片上网络的多核处理器来说,数据包在网络中的路由过程所耗费的时间占据了较多的线程执行时间。为了均衡多线程的执行进度提升性能,本文提出了线程感知的虚拟通道分配和片上网络路由方案:一种动态的为执行进度慢的线程优先分配虚拟通道的机制AVCA和关键线程拥塞避免的路由策略CTCAR。实验结果表明,与传统没有线程感知路由算法相比,本文所提出的组合方案可以有效降低多线程应用程序数据包在片上网络传输时的平均延迟。

关键词： 输电线路   无信号区   通信装置   MESH组网   低温电源  

摘要： 对一款无信号区通信装置进行研发,此装置可与输电线路监测装置配合使用,实现对无信号区的输电线路状态的全面监控。依次从无信号区通信装置的硬件设计、无信号区高性能低功耗通信模块的通信算法优化、太阳能供电和低温电源技术设计、无信号区自组网方案设计四个方面对这个装置的关键技术进行分析。分别介绍了技术难点、关键点和实施方案。解决了项目中无信号区通信装置的硬件设计问题、无信号区通信装置的通信算法优化问题、太阳能供电和低温电源技术设计以及无信号区自组网方案设计的问题。得出依据此方案设计研制的装置可以满足项目的需求,实现无信号区通信的功能。

关键词： 433 MHz   2.4 GHz   仓储显示标签   低功耗  

摘要： 由于传统有线仓储显示标签在可移动等方面的局限性,基于433 MHz的无线标签系统是替代有线标签系统的最佳方案之一。为解决无线方案的功耗问题,通过硬件选型、设计开关电路和优化软件工作流程实现系统低功耗设计。测试结果显示,优化设计后的系统平均静态电流为1.768μA;系统唤醒工作时,平均动态工作电流约为5.417μA;每天刷屏6次以内,满足纽扣电池供电条件下,5年以上的使用寿命。通信性能方面,当通信距离小于20 m时,丢包率低于5%,通过重发机制,可以将丢包率控制在3‰以内,优于2.4 GHz方案。该应用场景下,两种频段标签的通信速度无显著差异。

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。