关键词： 集成电路设计   低功耗技术   趋势与挑战  

摘要： 随着科技的飞速发展,集成电路(IC)在各类电子设备中的应用日益广泛,其性能和功能不断提升,然而随着集成电路规模的不断增大功耗问题也日益凸显,成为影响电子设备续航时间、散热及性能的关键因素,低功耗设计技术作为集成电路领域的研究热点,旨在以最小的能量成本实现功能完备、高性能的集成电路系统,本文将对集成电路设计中的低功耗技术发展趋势与挑战进行详细分析,探讨其技术方法、面临的挑战及未来发展方向。

关键词： 碳化硅(SiC)   MOSFET   高频   多谐振   驱动   钳位  

摘要： 为了解决SiC MOSFET在高频电力电子应用中的高功率损耗问题,并优化其开关性能,提出一种多谐振栅极驱动电路。该驱动电路利用能量回馈的思想,设计一个多谐振滤波网络进行高阶谐波滤波和回收输入电容中的能量,通过控制三极管的通断将栅源电压钳位在+15 V和-5 V的期望电压,旨在减少驱动电路从电源中获取能量,避免误触发问题,以及提高SiC MOSFET开关过程的效率。LTspice仿真结果显示,与传统栅极驱动电路和其他普通谐振栅极驱动电路相比,所提多谐振栅极驱动电路的功率损耗分别降低了50%和30%,同时加快了SiC MOSFET的开关速度。所提驱动电路具有一定的实用价值,有利于电力电子行业的发展。

关键词： 国产芯片   PLC   loongarch 3C5000、2K1000   OpenPLC   Python  

摘要： 随着西方在科学、技术领域对我国限制和制裁的日益加剧,研发具有自主知识产权的国产PLC对国家重要基础设施的安全运行意义重大。本文以国产龙芯(3C5000)微处理器为核心,研究基于龙芯loongnix操作系统、loongarch指令架构的开源OpenPLC开发平台的移植和开发,总结了实践移植的过程经验,在分析OpenPLC软件框架、功能的基础上,探讨了OpenPLC软件及其依赖项的移植、开发的一般步骤和验证方法。

关键词： 时钟芯片   封装转换   最小化设计   低功耗  

摘要： 阐述一种可以替代RX-8025SA的时钟芯片(Real Time Clock,RTC)模块(RX-8111CE封装转换模块)的设计,将RTC和周边器件设计到一个合适大小的印制电路板上,完成最小系统设计,解决了封装尺寸限制的问题,设置转接PCB使得评估可以在目标板上快速完成,同时可以兼容SA (SOP-14)的封装,并直接兼容对应的产品。

关键词： 全国产化   低功耗   GD32微控制器   储运环境监测   智能唤醒机制  

摘要： 随着物流行业的快速发展,储运环境监测系统的国产化和低功耗设计成为提升物流效率和降低成本的关键。该研究设计并实现了一种基于GD32微控制器的全国产化低功耗储运环境监测系统,通过智能唤醒机制和低功耗策略显著提升了系统的续航能力。系统由环境检测器、手持式数据采集器和用户管理软件组成,能够实时监测并记录储运箱内部的温度、湿度和压强等环境参数。模拟应用测试结果表明,系统在参数精度上达到了±0.14℃、±0.55%RH、±0.37 hPa的高标准,且续航时间长达一年,显示出卓越的性能。此外,系统还具备数据存储管理和参数曲线绘制功能,为物流行业提供了一种高效、可靠的监测解决方案,具有广泛的应用前景。

关键词： 低功耗   便携式设备   电源故障诊断  

摘要： 低功耗Wi-Fi技术作为一种新兴的无线通信技术,用于实时监测和诊断电源故障,保障便携式设备的稳定运行。文章详细描述电池管理模块、低功耗控制模块、故障预测预警模块以及故障分析定位模块的具体实现和工作流程。实验结果表明,低功耗Wi-Fi技术可以显著提升故障诊断的准确性和实时性,降低系统能耗,延长电池续航时间,并且在系统运行时间上表现优异。

关键词： 奶牛个体   甲烷排放量   NDIR   穿戴式结构   低功耗  

摘要： 奶牛个体消化食物过程中的甲烷排放量可作为牧场饲喂管理中优化日粮配方的参考依据。为此,设计了一种基于非分散红外(NDIR)技术的奶牛个体甲烷排放检测装置,采用穿戴式结构和低功耗、无线传输技术,通过双波长差分检测技术,利用比尔朗博定律分析计算甲烷气体的浓度。试验结果表明:装置不影响奶牛的日常活动及采食行为,设计的信号处理电路能够有效减少外部干扰,且响应速度块,通过上位机软件实现对数据实时检测。

关键词： 低功耗   感知   智能物联网   物联网   数模驱动   移动计算  

摘要： 随着人-机-物三元融合的程度逐渐加深,越来越多的轻量级、大规模的感知需求不断涌现.为了适应多场景、大规模的部署需求,低成本、低功耗的感知方案愈受青睐.然而,在低功耗感知领域仍有一些共性和特性挑战阻碍了其进一步发展和实际应用.尽管先前有许多优秀的综述就某一具体感知模态或感知应用进行了整理,目前仍缺少对整个低功耗感知领域进行梳理的工作.对近年来的低功耗感知进行了总结,介绍了包括惯性运动单元(IMU)、麦克风、射频信号在内的3种感知模态,总结了它们的相关挑战,从硬件和软件层面介绍了相关的解决思路.最后,从表面感知、性质感知、生理感知、隐私感知保护等4个方面沿从表面及内里、从物体到人体、从感知到安全的方向介绍了感知方案在不同场景中的应用,并总结了展望以供探索.

关键词： 物联网   逐次逼近型模数转换器   高精度比较器   分段电容阵列   低功耗  

摘要： 基于180 nm CMOS工艺,设计了一种应用于物联网的14-bit逐次逼近型模数转换器(Successive Approximation Analog-to-Digital Converter,SAR ADC)。电容阵列采用分段和冗余技术,高段电容加入了两位冗余电容,在提高ADC的精度与线性度的同时也减少了版图面积。为了实现高精度,采用了一种基于电荷泵的失调电压降低技术的动态比较器,基于电荷泵的逐次逼近比较环路改变全动态预放大器两个输入晶体管的衬底电压差值,有效的补偿了失调电压,最终稳定在一个小的失调步长内。相比于传统静态预放大器,全动态预放大器节省了更多的功耗,相比于现有电荷泵补偿技术,使用更加简单的校准逻辑,大大减少数字电路的开销。动态器件匹配(DEM)技术用于提高电容阵列最高3位的电容的匹配度,将最高3位的电容拆分为大小相等的7个电容,让电容转换过程中,被选中的概率相同,将电容失配的误差平均化,从而将谐波平均分布到频域范围,以减少电容失配的影响。仿真结果表明,在采样频率为4 kS/s时,供电电压为1.8 V的条件下,无杂散动态范围为94.9 dB,功耗为1.002μW,有效位数为13.01 bit。

关键词： 脉冲神经网络   音频识别   SOM时空特征稀疏编码   兴奋抑制双监督训练   低功耗  

摘要： 近年来,在人工神经网络技术的推动下,音频分类技术不断提高。然而,传统人工神经网络存在计算功耗大、时域信号处理困难等问题。脉冲神经网络由于其事件驱动的特性,有着低功耗、可解释、时域处理能力强等特点,非常适用于音频信号处理任务。提出一种基于SOM时空特征稀疏编码和SNN有监督分类的音频识别方法,利用MFCC进行时-频域转换后,再利用SOM实现对时间序列音频信号的稀疏编码,不同于其他基于误差反向传播的有监督学习,利用带积分的STDP学习规则训练权重,并且通过使用兴奋抑制双监督训练方法,可以使得SNN有效提取和分析音频信号中的空间特征与时间特征,最终所提方法在TIDIGITS数字音频数据集上取得了96.47%的分类准确度。