关键词： 电子测压器   火炮压力测试   微型化   低功耗  

摘要： 针对当前国产化膛压测试系统存在的功耗较大问题,设计了基于RISC-V开源指令集CH32V203微控制器的国产化低功耗火炮压力测试系统。为了降低待机态功耗,进行了低功耗芯片选型,并通过多模块分电源使能管理的方法减少非工作态模块功耗;利用倒置开关实现系统不同运行状态的感知,同时进行了详细的系统运行状态机设计,降低系统运行态功耗。经不同工况下的模拟应用测试,测试系统具有良好的低功耗特性,所设计的国产化火炮压力测试系统最低功耗为8.14 mAh,能够满足国军标GJB2973A-2008的应用需求,为国产化膛压测试系统的低功耗设计提供了参考方案,推动了膛压测试系统的国产化替代进程。

关键词： 光通信   短距   低功耗   光发射器  

摘要： 【目的】为拓宽光通信在板级、背板级等短距互联场景的应用,文章设计了一种超低功耗的光发射器。方案的基本原理是采用Bias⁃T电路加载偏置电流和调制信号,驱动垂直腔面发射激光器(VCSEL)产生光脉冲信号。【方法】借助模拟仿真验证了方案的可行性,发现影响传输速率提升的主要因素是激光器件的寄生参数以及驱动电路的阻抗匹配;通过实验研究了在200和10 mm两种电传输距离下,驱动产生的眼图质量及误码率随驱动电压和偏置电流变化的规律。【结果】电传输距离缩短至10 mm时,能获得更大有效消光比,范围为0.84~6.69 dB,最小差分驱动电压为200 mV,最小偏置电流为15 mA,光发射功耗降低至1.2 mW/Gbit/s。相比于传统光模块,光发射功耗降低约80%。【结论】该光发射器方案可应用于数据中心内部,配合低功耗光接收器,能显著降低数据中心整体功耗。

关键词： CAN FD   Saber   收发器   振铃抑制  

摘要： 本文设计了一种适用于多节点CAN FD收发器的振铃抑制电路。本电路采用自适应通断设计与快速响应结构,对振铃信号进行快速取样并送入动态比较器,达到振铃抑制的效果,同时采用快速的复位电路,提高电路响应速度。最后,利用Saber软件,在多节点CAN系统下对电路进行了仿真验证。仿真结果表明,所设计的振铃抑制电路能够在一个振铃周期内实现对振铃的快速检测与抑制。

关键词： 压力传感器   低功耗   气动调节阀   阀门定位器   故障诊断与预警  

摘要： 阐述智能电气阀门定位器中的气动调节阀控制特点,它具备故障诊断功能。为此,研制的智能电气阀门定位器,通过增加微低功耗压力传感器、自诊断电路,以及多变量的融合算法,使其不但具有故障自诊断功能,而且具有阀门故障的诊断与预警功能。

关键词： 高速旋转设备   数字化   优化算法   多线程   多进程  

摘要： 针对高速旋转设备的特点搭建了物理智能感知系统,重点对系统所产生的传感器数据如何高效上传进行了深入研究。高速旋转设备物理感知系统具有采集信号多、采集方式多及数据量大等特点,提出3种上传算法:多线程多行算法可工作于普通单片机系统,上传速率达到0.06~0.07 MB/s,可满足系统工作于趋势值自动采集方式下的上传要求;单进程分页算法要求上传硬件系统为工业级单片机或嵌入式系统,上传速度可达0.7~0.8 MB/s,且稳定,可以满足系统工作于手动采集方式下数据实时上传的要求;多进程并行算法的硬件要求为多运算器设备,上传速率取决于运算器数量,10运算器主机上传速率稳定在约3.4 MB/s,可满足多设备系统任何数据采集方式下数据实时上传的要求。文中所做分析可为旋转机械行业数字化发展提供切实可行的方案。

关键词： 人工智能系统   超低功耗   低功耗特性   神经网络   科研人员   系统级芯片   天然优势   大脑机制  

摘要： 据报道,来自中国科学院自动化研究所等单位的科研人员联合研发出一款新型类脑神经形态系统级芯片Speck。该芯片展示了类脑神经形态计算在融合高抽象层次大脑机制时的天然优势。相关研究成果在线发表于《自然·通讯》杂志上。人脑运行的神经网络虽然非常复杂且庞大,但总功耗却仅为20 W,远小于现有的人工智能系统。因此,在算力比拼加速、能耗日益攀升的当下,借鉴人脑的低功耗特性发展新型智能计算系统成为极具潜力的方向。

关键词： 森林火灾   火灾监测预警系统   改进TDM-LoRa   增量传输   低功耗   丢包率  

摘要： 针对目前森林火灾监测系统成本高、功耗大、维护复杂的缺点,提出一种基于改进TDM-LoRa设计的低功耗森林火灾监测预警系统.系统以STM32系列微处理器为节点控制核心,LoRa-SX1278芯片为通信模块,并使用增量传输和改进时分复用通信机制,有效降低节点能耗,从而延长监测节点和汇聚节点寿命.试验结果表明,数据信息在发射功率为20 dBm、传输速率为1.2 kbit·s^(-1)的情况下,节点在3500 m范围内实现的丢包率仅为7.2%;在使用2600 mA·h的电池、数据采集上传间隔时间为30 min的情况下,单个节点有效工作时间理论可达90.7个月,实现无中继远距离低功耗森林环境监测数据的采集.

关键词： 多核异构系统   调度方法   多种群遗传算法   实时任务  

摘要： 为保证多核异构系统中的复杂实时任务能及时完成,调度方法常常会以最小化任务执行时间为目标函数,在满足实时性要求后仍进一步压缩执行时间,这可能会增加系统的整体运行功耗。基于多种群遗传算法,提出一种适用于多核异构系统的复杂任务调度方法。该方法能够保证任务在规定期限内完成,同时尽可能降低系统功耗。通过搭建包含不同架构和运算频率的多核CPU系统,基于梯形图抽象出复杂任务模型,并使用该调度方法进行任务部署从而完成有效性验证。通过进一步的仿真实验,对该方法在不同规模图任务下进行对比试验,进一步验证其优越性。

关键词： 物联网   唤醒接收机   低功耗   匹配网络   集成电路设计  

摘要： 针对物联网中无线接收机模块功耗浪费的问题,设计并实现了一种纳瓦级功耗唤醒接收机。唤醒接收机接收到唤醒信号后将“唤醒”主接收机。该唤醒接收机系统包括匹配网络、无源包络检波、基带放大器、比较器、相关器以及数字比较器。所提出的无源包络检波代替传统有源检波电路,极大地节省了系统功耗,同时配合前端无源匹配网络可以提供23.6 dB的无源增益。信息通过通断键控(On Off Keying,OOK)进行调制,该唤醒接收机基于65 nm CMOS工艺设计,在载波频率433 MHz、数据速率100 bps、码长8位的OOK信号下,唤醒接收机的灵敏度可达-72 dBm,模拟部分功耗为21.9 nW,数字部分功耗为93.8 nW。

关键词： 绝对值电路   低功耗   宽摆幅   低面积开销  

摘要： 提出了一种低功耗宽摆幅的绝对值电路。该电路通过比较器输出结果判断输入电压的正负,正值利用负反馈进行保持,负值利用电压-电流转换电路和电流镜转换为正值。与传统利用二极管的设计相比,该电路避免了线性度差、功耗高的问题。基于55 nm CMOS工艺进行了电路设计,仿真结果表明,在电源电压为-1.2 V和1.2 V的条件下,电压输入摆幅高达-400~400 mV,绝对值电路误差在0.5%以内,功耗为450μW,版图面积为4 800μm^(2)。