关键词： 统计光学   光子计数   量子图像传感器   过采样策略   动态范围   低功耗   低失调  

摘要： 量子图像传感器(QIS)在不同的过采样位深下信息冗余程度和动态范围(DR)不同,对于读出电路的要求也不同。研究了QIS成像过程中引入的读噪声,优化了QIS成像的数学模型。在动态范围和失调容限的约束下,得到了子像素过采样的最优位深。仿真结果表明,当QIS的成像位深为12 bit、等效满阱容量为4095 electron时,子像素过采样的最佳比特位深是3,为保证区间误码率小于千分之一,读出电路失调应低于0.22 electron。根据采样策略,设计了一种基于复用结构的flash型低噪声读出电路。相对于传统flash型模数变换器(ADC),所提ADC比较器的个数减少了4个,采样频率为10 MSa/s时,功耗降低了17.5%;采样频率为1 MSa/s时,ADC的功耗为116 nW,ADC的失调为0.196 electron。

关键词： 嵌入式微处理器   蓝牙低功耗   智能电源   微控制器   智能感知技术   安森美   RSL   高能效  

摘要： 领先于智能电源和智能感知技术的安森美(onsemi,美国纳斯达克股票代号:ON),今天发布全新安全的RSL15无线微控制器(MCU),提供业界最低的功耗。RSL15具有蓝牙低功耗无线联接功能,解决互联工业应用对安全日益增长的需求,且无需牺牲功耗。为了验证能效,RSL15通过了嵌入式微处理器基准联盟(EEMBC)的认证。

关键词： 辐射监测   高压工况   硅光电二极管   超低功耗  

摘要： 为实现在海洋核设施事故情况下潜水员深水作业时周围环境辐射监测,研制了一款低功耗微型深水辐射监测仪。对机械壳体进行了理论计算、耐压分析、有限元分析及试验验证,结合闪烁体+硅光电二极管为探测器,采用低偏置电压和低功耗软硬件设计等技术,解决了深水高压工况下探测仪表耐压密封、体积大、功耗高等问题。测试结果表明:该仪器体积小巧、耐压等级≥300 m,可长时间续航,辐射特性指标达到设计要求。

关键词： 深空探测   Chirp变换频谱分析仪   声表面波滤波器   AD9914   高分辨率   低功耗  

摘要： 根据深空探测对频谱分析仪抗辐射、高分辨率、低功耗的需求,研究一种基于Chirp变换的高分辨率频谱分析仪设计及其实现.利用中心频率为1GHz、带宽为400MHz、色散时间为10μs的声表面波滤波器,提出了一种模拟和数字相结合的高分辨率频谱分析仪设计方案,并搭建原理实验系统完成了实测验证,其分析带宽为400MHz,频率分辨率达到152kHz,功耗约为3.6W.分析了压缩线器件非理想特性对频率分辨率的影响,利用实测压缩线频率响应特性获得幅度和相位补偿曲线,对展宽线信号进行幅相失配补偿.仿真结果表明,该补偿方法可将频率分辨率提高至108kHz.

关键词： NB-IoT   ZigBee   环境监测   实时性   低功耗  

摘要： 传统的实验实训环境监测需要在实验室布置固定的传感器设备,如温湿度检测装置、烟雾采集装置等,依靠管理人员定期人工抄表查看的形式监测,监测成本高且无法做到监测信息实时获取,当环境数据超标无法做到快速处理.针对传统的实验实训环境监测问题,提出将NB-IoT和ZigBee技术相融合的实验室环境监测系统设计,实现环境监测的实时性、可靠性、低功耗及低成本.

关键词： 低功耗   MSP430F4250   NCS36000   微安级  

摘要： 针对路口盲区两侧的人或车看不到对方而碰撞造成人员伤亡,提出了一种新型的低功耗双路移动感应警示灯电路。电路主要有主控模块、电源模块、传感器模块和显示模块四部分组成。由于产品采用电池供电,选用超低功耗芯片MSP430F4250为核心,电源模块采用低功耗宽电压线性稳压器HT7533,使输出电压为3.3V给单片机和灯板供电;传感器模块选用进口芯片NCS36000与热释电传感器PIR的结合,在低功耗状态下检测最大距离达到14米。显示模块由2个0.01W左右的LED贴片灯组成。静态时整个电路电流达到微安级。

关键词： 自旋轨道矩   垂直磁各向异性   自旋逻辑器件   低功耗   零场磁矩翻转  

摘要： 基于自旋轨道矩效应的全电学驱动磁矩翻转具有写入速度快、耐久性强、使用寿命长、功耗低等优势,在新型自旋电子存储器和逻辑器件中展现出巨大的应用潜力,从而引起了广泛关注。对于传统自旋轨道矩驱动的垂直磁矩翻转,通常需要在平面内施加外部辅助磁场才能得以实现,这不仅增加了额外的功耗,而且使设计电路更加复杂,因此实现零场下自旋轨道矩驱动垂直磁矩翻转就显得尤为重要。涵盖了近年来通过自旋轨道矩实现零场下磁矩翻转的相关进展,其中实现零场磁矩翻转的关键机制主要包括磁性层结构对称性破缺、面内的交换偏置场、电场调控面内的各向异性、亚铁磁中梯度各向异性以及梯度饱和磁化强度等。

关键词： ∑-△A/D转换   Nyquist频率   过采样频率   高速低功耗  

摘要： 文章针对A/D转换的原理和特点进行分析,介绍了Nyquist频率ADC、以及对滤波要求更低的过采样频率ADC,同时设计∑-△A/D转换器的电路实现技术,包括采样开关、积分器、低功耗比较器、高精度运放、数字抽取滤波器等,进而通过仿真验证了高速低功耗的∑-△A/D转换技术的可实现性。

关键词： Heterogeneous many-core architecture   Scratchpad memory   Direct memory access   Network-on-chip   Multithreaded application  

摘要： The heterogeneous many-core architecture plays an important role in the fields of high-performance computing and scientific computing. It uses accelerator cores with on-chip memories to improve performance and reduce energy consumption. Scratchpad memory (SPM) is a kind of fast on-chip memory with lower energy consumption compared with a hardware cache. However, data transfer between SPM and off-chip memory can be managed only by a programmer or compiler. In this paper, we propose a compiler-directed multithreaded SPM data transfer model (MSDTM) to optimize the process of data transfer in a heterogeneous many-core architecture. We use compile-time analysis to classify data accesses, check dependences and determine the allocation of data transfer operations. We further present the data transfer performance model to derive the optimal granularity of data transfer and select the most profitable data transfer strategy. We implement the proposed MSDTM on the GCC complier and evaluate it on Sunway TaihuLight with selected test cases from benchmarks and scientific computing applications. The experimental result shows that the proposed MSDTM improves the application execution time by 5.49x and achieves an energy saving of 5.16x on average.

关键词： Redundant multithreading   Fault tolerance   Soft error reliability   Software reliability  

摘要： Redundant multithreading (RMT) is an effective reliability solution that provides thread-level replication;however, it imposes additional overheads in terms of performance loss or energy consumption. Partial-RMT is an alternative solution that provides partial redundancy of an executing thread to reduce such overheads while trading off full coverage from faults. In this study, we propose a software-level RMT approach that offers lightweight replication of partial code regions within the same application process. Our software-level RMT approach is particularly suitable for applications with varying code criticality, where we determine the critical code regions by performing a fault injection campaign in addition to execution time profile analysis. Using the results of the previous step, the application programmer annotates the source code to indicate the specific code regions that should be executed redundantly without re-implementing the application program from scratch. Our lightweight software-level RMT tool improves the average silent data corruption (SDC) rate of 30 applications of the PolyBench benchmark suite by around 7.6x with average performance and energy consumption overheads of 22 and 37%, respectively, compared to the original version of the program.