关键词： 数字温度传感器   模数转换器   低功耗  

摘要： 提出了一种高精度低功耗数字温度传感器。采用内部寄生PNP管进行感温。设计了一种14位高精度Σ-ΔADC,将前端感温单元输入的与温度相关的电压信号转换为数字信号,在数字域尺度变换,并最终输出。与使用传统逐次逼近型SAR ADC内核的温度传感器相比,提出的数字温度传感器具有更低的功耗。该传感器采用0.18μm CMOS工艺设计并流片。测试结果表明,测温精度为±0.7℃(-55℃~125℃),芯片面积为1.2 mm^(2)。

关键词： 可穿戴设备   神经网络   深度学习   低功耗技术  

摘要： 为了进一步降低士兵的复杂环境中的认知负荷和行动负荷,提高认知和行动效率,提升作战续航时间,针对基于可穿戴设备的战场多模态信息获取、处理与态势感知需求,以及可穿戴设备的续航能力等问题,针对该细分领域开展可穿戴战术智能式设备,及智能电源动态管理技术研究,形成低功耗智能资源调度与应用管理系统。复杂的战场环境和多样化的任务对作战人员的综合作战能力提出了全新的要求。因此,研究可以提供长续航模式的穿戴式智能装备,对提升我军综合作战效能具有十分重要的意义。

关键词： 大动态范围   对数放大器   低功耗   高精度  

摘要： 基于自主互补双极工艺,设计了一种单片大动态范围对数放大器,介绍了对数放大器总体架构以及工作原理。电路内部包含限幅放大器、整流器、偏置电路、输出级、失调补偿结构等单元,对对数放大器结构特点和实现原理进行了分析。芯片流片测试结果表明,该对数放大器在5 V工作电压条件下,工作频率DC-500 MHz;对数斜率23~27 mV/dB;对数截距-87~-77 dBm;输入失调电压≤500μV;电源电流≤14 mA;在对数精度±1 dB要求下,动态范围可达到80 dB以上;在对数精度±3 dB要求下,动态范围可达到88 dB以上;响应时间≤600 ns。

关键词： 模数转换器   二分搜索算法   全动态结构  

摘要： 基于65 nm CMOS工艺,设计了一种高速低功耗二分搜索算法(Binary-Search)模数转换器(ADC)。与传统Binary-Search结构相比,该ADC的比较器采用两级动态前置放大器和一级动态闩锁器组合构成,减小了静态电流,得到极低的功耗;失调电压降低到不会引起判决误差,省去了外接的数字校准模块。因此,芯片面积减小,避免了校准模块拖慢比较器的工作速度。后仿结果表明,当采样频率为1 GHz时,该Binary-Search ADC的有效位达4.59 bit,功耗仅1.57 mW。

关键词： Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_(2)   原子层沉积   铁电   超薄绝缘体上硅(ETSOI)   负电容   低功耗  

摘要： 基于超薄铁电薄膜材料的场效应晶体管(field effect transistor,FET)是集成电路在5 nm及以下技术节点实现低功耗和高性能的技术方案之一。然而,由于铁电薄膜存在“死层”(dead layer)效应,造成超薄铁电薄膜保持足够铁电性以应用于先进技术节点器件上困难。针对超薄铁电薄膜面临的问题,本文首先探索了原子层沉积法(atomic layer deposition,ALD)制备Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_(2)铁电薄膜的工艺,发现沉积Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_(2)薄膜厚度与ALD生长周期呈现良好的线性关系,其生长速率约为0.136 nm·cycle^(-1)。接着对Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_(2)薄膜的铁电性进行了表征,发现8 nm Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_(2)薄膜比4 nm和10 nm薄膜具有更大的晶粒和更强的铁电性,并且通过横向对比发现4 nm的Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_(2)薄膜依然具有较好的铁电性(2P_(r)=9.3μC·cm^(-2))。最后,将4 nm Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_(2)薄膜材料集成到n型超薄绝缘体上硅(extra-thin silicon on insulator,ETSOI)器件中,实现室温下的亚阈值摆幅(sub-threshold slop,SS)达到57.4 mV·dec^(-1),突破了玻尔兹曼限制(60 mV·dec^(-1)),为超薄Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_(2)铁电薄膜材料以及负电容ETSOI器件研究和应用提供重要的技术基础。

关键词： 无线传感器网络   压缩感知   分布式扩散估计   自适应算法   稀疏参数  

摘要： 文中基于自适应算法、分布式扩散估计和压缩感知理论,提出了一种用于稀疏参数分布式估计的压缩融合重构自适应策略(CCRA),应用于所估计的目标参数是稀疏的场景。文中给出了CCRA策略的运行步骤,并给出了推导方法。仿真表明,在目标参数是稀疏的情况下,相比其他低负载策略,CCRA策略在完全不影响网络估计性能的情况下,降低了通信负载。

关键词： 异步串行通信   状态机   数据交互   全双工   UART   蓝牙模块   发送设备   双向数据通信  

摘要： UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用异步接收/发送设备),能够在没有时钟参与的情况下通过两根数据线(TXD发送、RXD接收)配合地线GND实现全双工、多主机的双向数据通信。UART通信具有控制代码简单、数据吞吐较慢的特点,是单片机与计算机之间进行数据交互的重要方式,一些蓝牙模块、无线透传模块与单片机之间也常采用UART通信方式。

关键词： Sigma-Delta调制器   浮动系数   MATLAB建模   低功耗   高精度   语音芯片  

摘要： 为提升Sigma-Delta调制器精度的同时降低其功耗,本文设计一款改进型二阶单环CIFF结构Sigma-Delta调制器,通过采用运放共享技术降低由噪声整形滤波器个数引入的额外功耗;提出浮动系数迭代思想应用于调制器在MATLAB下的建模,最终确定满足精度需求的各项参数具体值,通过引入非理想因素对所得参数仿真验证满足最低性能指标后进行晶体管级电路设计。该调制器信号带宽为8 kHz,采样频率为4 MHz。电路设计使用UMC 0.11μm CMOS工艺,核心电路版图尺寸为226.8μm×187.44μm,后端仿真结果表明,当电源电压为1.2 V时,调制器总功耗为290μW。在-40~125℃,各工艺角的有效位数(ENOB)大于等于15 bits。

关键词： 拥塞控制   多线程   双缓存   医疗设备   监测系统  

摘要： 针对在医疗设备监测系统中,因网络拥塞和储存速度缓慢,造成的网络丢包现象,设计并实现了数据传输改进方案,该方案采用TCP拥塞控制和多线程双缓存算法。TCP拥塞控制通过动态队列管理算法,设定最大丢弃概率,对TCP连接请求进行管控。多线程双缓存算法通过双线程缓存队列对数据包完成储存。实验在45、55、65台设备同时发送数据时,数据包的接收成功率为100%、99.6%、99.1%,结果表明:数据传输改进方案能有效提升数据包的接收成功率。

关键词： 模数转换器   流水线   低功耗   抗辐射  

摘要： 设计并实现了一种抗辐射低功耗流水线型8位ADC。对流水线型结构的分辨率影响进行分析,确定了最优的级间分辨率和流水线结构。采用多种电路的结构设计,降低了电路功耗。为达到抗辐射指标,对电路进行了抗辐射加固设计。测试结果表明,在3 V电源电压、100 MHz时钟输入频率、70.1 MHz模拟输入频率的条件下,该ADC的SFDR为59.6 dBc,稳态总剂量能力为2500 Gy(Si),单粒子闩锁阈值为75 MeV·cm^(2)/mg,功耗为69 mW。该ADC采用0.35μm CMOS工艺制作,面积为0.75 mm^(2)。该ADC适用于空间环境的通信系统。