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%.

关键词： 分栅   闪存   低功耗   可靠性  

摘要： 本文介绍了一种新型的低功耗、高可靠性的浮栅型分栅闪存器件,并对该闪存器件的制备工艺、耐久性、数据保持、编程串扰等特性进行了研究。结果显示该闪存器件具有优异的耐久性、数据保持、抗编程串扰特性,在工业控制、物联网、汽车电子等要求高可靠性、低功耗的应用领域,具有良好的市场前景。

关键词： 龙芯CPU   Local IO接口   UART IP   FPGA  

摘要： 针对龙芯系列CPU自带UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)接口有限且Xilinx UART IP核与龙芯Local IO接口的不兼容问题,本文设计了一种适配龙芯CPU Local IO接口的UART IP核。该IP核能够直接挂载到Local IO接口上,实现龙芯CPU UART接口的扩展;利用发送FIFO与接收FIFO,实现串口数据的自动收发;通过设计接收阈值机制与接收超时机制,降低了中断触发的频率,杜绝了CPU频繁进入中断的情况。最后,在FPGA上进行设计实现,经过实际测试,该IP核实现了需求的功能,且性能稳定。

关键词： 能量管理方案   电路设计   环境能量   锂电池   低功耗设备  

摘要： 为给输电线路上低功耗在线监测设备提供稳定可靠的供电,设计一种多能量供电电源,可利用磁场能、太阳能与锂电池实现混合能量管理方案。通过理论分析、有限元仿真分析、硬件电路设计、实验平台的搭建证明该电源良好的应用效果。实验表明,该电路能够给负载提供3.3 V不间断的供电电压;当两种环境能量都没有输入时,仅锂电池就可为平均消耗500 mW的负载供电73.92 h,满足为负载稳定持续供电的要求,增强了供电稳定性,提高了能源的利用率,能有效延长锂电池的使用寿命。同时,对多能量供电系统的推广和应用提供了参考价值。

关键词： LoRa   煤堆测温系统   自动控制   低功耗   分布式  

摘要： 对煤堆进行煤温监测,是预防煤堆自燃的重要手段。以LoRa技术为基础,利用斗轮机全自动控制系统,设计了一套低功耗分布式煤堆测温系统。在斗轮机全自动控制系统软件基础上,开发测温球抛投装置和控制程序,解决了测温球预埋自动化难题。利用LoRa技术,开发了无线网关和测温球,建立了无线网络,开发了测温球控制方法,实现了在煤堆内部测温球数据传输问题和测温球寿命问题。开发了堆损智能监控系统平台,对测温数据进行接收和处理分析,并建立预测模型。现场运行实践表明,基于LoRa技术的低功耗分布式煤堆测温系统,解决了测温装置预埋难题,具有较强的经济性和实用性。

关键词： 无线传感器网络   低功耗   硬件   软件  

摘要： 近年来,随着无线传感器网络的不断发展,其广阔的应用前景和实用价值受到了来自社会各界的关注,已逐渐成为人类生活中不可或缺的一部分。由于无线传感器网络特殊的应用环境和节点供电方式,在其工作过程中需要着重考虑节点的能耗问题。通过对节点各模块组件的能耗分析,发现主要能耗来源于节点数据的处理和传输。从硬件低功耗设计和利用低功耗优化算法对节点能耗进行优化两方面对无线传感器网络低功耗技术进行了讨论。最后,对无线传感器网络能耗优化的发展进行了分析总结。

关键词： 投资者教育   个人养老金   养老金制度   验收测试   保险公司   国务院办公厅   系统对接   多线程  

摘要： 2022年10月19日,中国证券登记结算有限责任公司完成了首轮个人养老金行业平台对接验收测试工作,首批参与测试的券商以头部为主。此前,包括国泰君安证券等券商陆续在App上上线了个人养老金的投资预约功能。自2022年4月国务院办公厅发布《关于推动个人养老金发展的意见》(下称《意见》)后,全新的第三支柱一一个人养老金制度一一就在不断加快落地进程。银行、基金和保险公司都在紧锣密鼓地多线程开展系统对接、团队搭建、投资者教育等工作。