关键词： 微机械电子系统   红外光源   低功耗   稳固结构  

摘要： 传统的二氧化碳传感器存在着体积大、功耗高等问题,近年来随着半导体技术和材料的发展,MEMS技术逐渐成为传感器的研究重点。研究并设计了一种适用于二氧化碳传感器的微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)红外光源芯片结构,采用硅(Si)作为基底,氧化硅(SiO_(2))-氮化硅(Si_(3)N_(4))-氧化硅(SiO_(2))作为红外光源的支撑层材料,辐射区的加热电阻采用延展性良好的铂(Pt),以铝(Al)为电极。光源的支撑层采用四轴大圆角悬空结构,极大减少了辐射区热量向衬底的热传导且稳定性较好,通过有限元仿真分析,该光源具有低功耗和结构稳固的特点。

关键词： 技术水平   人工智能   战略规划   图像理解   智能视觉   智能技术   大数据   战略目标  

摘要： 随着新一代人工智能发展规划、国家大数据战略、智慧城市、数字农业、"双创"行动计划等战略规划和"一带一路"倡议的推进,视觉智能技术作为重要组成部分,能够为实现这些战略目标提供关键技术支持,提升制造业、人工智能、大数据、数字化、智能化等领域的技术水平,为国内企业在国际市场上赢得更多竞争优势.

关键词： 片上变压器   数字隔离器   高速率   低功耗   低延时  

摘要： 基于一种三层片上变压器隔离传输方式,设计了一款全新的应用于数字隔离器的编解码技术,采用脉冲信号调制技术方法将上升沿调制成一个正脉冲和一个负脉冲,下降沿调制成一个单正脉冲,解码侧分为两路信号,分别接收同名端和异名端信号,两路信号反相且对地差分,结合抗干扰电路排除对地干扰脉冲后滤除负脉冲,通过双D触发器还原信号,结合仿真数据得出编解码电路静态电流分别降至435 pA和398 pA,动态功耗最高为817μA,脉宽失真小于1 ns,延时小于10 ns,最高可达200 Mb/s的数据传输速率。

关键词： 片上网络   功率门控   旁路   静态功耗  

摘要： 随着技术尺寸的缩小,静态功耗在片上网络(NoC)的功耗开销中占据主导地位。功率门控作为一种通用的功耗节约技术,将NoC中空闲模块关闭以降低静态功耗。然而,传统的功率门控技术带来了诸如数据包唤醒延迟,盈亏平衡时间等问题。为了解决上述问题,该文提出代替功率门控路由器进行数据包传输的分区旁路传输机制(PBTI),并基于该旁路机制设计了低延迟低功耗的功率门控方案。PBTI使用相互独立的旁路分别处理东西方向传输的数据包,并在旁路内部使用公共的缓冲区以提高缓冲区利用率。PBTI可以在路由器断电时实现数据包的注入、传输和弹出。即使网络中所有的路由器均处于功率门控状态,数据包也可以从源节点传输到目的节点。当流量增大超过PBTI的传输能力时,路由器以列为单位进行统一的唤醒。实验结果表明,与不使用功率门控的NoC相比,所提方案降低了83.4%的静态功耗和17.2%的数据包延迟,同时只额外增加了6.2%的面积开销。相较于常规的功率门控方案该文功率门控设计实现了更低的功耗和延迟,具有显著的优势。

关键词： SAR ADC   时间域比较器   时间放大器   SR锁存器   鉴相器  

摘要： 针对传统逐次逼近型模/数转换器(Successive Approximation Analog to Digital Converter,SAR ADC)中的电压域比较器存在延迟大、功耗高等问题,本文设计了一款应用于SAR ADC的低功耗时间域比较器。该比较器通过引入高增益的时间放大器(Time Amplifier,TA)成功实现了相位积累速度的指数级增加,有效减小了输入信号相位脱离鉴相器的“死区”所需的振荡周期数,缩短了比较延迟,优化了比较的速度和功耗。该比较器基于65 nm CMOS工艺进行设计,在0.4 V电源电压下功耗仅5.24 nW,失调电压为5.99 mV。

关键词： 无线传感器网络   UWB   低功耗   多跳传输   网络深度   时间同步  

摘要： 针对煤矿井下各类参数有线监测系统的布线复杂、维护困难、扩展性差等问题,基于UWB技术研究了矿井低功耗无线传感器网络,采用STM32L151微处理器和DW1000芯片设计了具有自动组网、数据多跳传输和测量距离等功能的传感器节点。详细介绍了矿井低功耗无线传感器网络的组网机制、传感器数据多跳传输技术和低功耗休眠算法等关键技术。试验结果表明,传感器节点入网时间与网络深度成正比,网络深度每增加1级,入网时间就增加1个数据传输周期;传感器数据传输时延不超过1 s,通信距离可达100 m,未入网时的平均工作电流为230μA,已入网时的平均工作电流为680μA。该无线传感器网络为煤矿安全监测系统提供了一种低功耗、低成本且高可靠性的数据传输通道和平台。

关键词： 无线智能设备   在线监测   数据压缩   卡尔曼滤波   特征约束点  

摘要： 为释放数据存储空间,提升数据压缩率,提出低功耗无线智能设备在线监测数据压缩方法。分析低功耗无线智能设备在线监测数据采集过程,并传输至控制单元内。采用卡尔曼滤波算法,抑制所采集监测数据内的噪声。通过二乘规划与线性特征拟合的过程,获取滤波后低功耗无线智能设备在线监测数据的特征约束点,实现低功耗无线智能设备在线监测数据压缩。实验结果表明,该方法滤波后的监测数据更贴近实际数据,可最大限度释放数据存储空间。

关键词： 弧光检测   MSP430单片机   低功耗   配网安全  

摘要： 为降低电弧光对电气设备回路安全性的影响,从快速灭弧功能入手,基于单片机MSP430设计一套实用性较高的弧光检测系统。深入分析电弧光的产生过程及危险性,结合低功耗电路结构的设计要求,完成系统的软件及硬件设计,包括弧光检测电路、电源控制电路、I/V转换电路、键盘输入电路及相关软件算法的实现。经实验验证,本系统具有较高系统稳定性,适用于配网安全等场合,具有一定的工程应用价值。

关键词： 温度场   多通道   超低功耗   数据融合   卡尔曼滤波  

摘要： 工程中混凝土的不断水化,所产生的温度应力导致各个部位收缩膨胀不均匀是其开裂的主要原因。文中提出了一种多通道的空间温度场超低功耗测量数据融合方法。利用三线制Pt100、外部恒压源、多通道开关切换电路、24位的△-∑ADC组成的系统来测量混凝土内部空间温度场温度,结合贝叶斯理论和卡尔曼滤波对温度场温度进行数据融合滤波处理,引入窄带物联网模块并结合超低功耗设计方法,在保证联网的同时又极大降低了待机功耗。实验结果表明:测温精度达到0.03℃,解决了引线及芯片导通内阻的问题;待机功耗电流降至139.13μA,对数据的融合滤波处理能更准确反映混凝土内部温度场温度。

关键词： 失调电压消除技术   低噪声   低功耗   比较器  

摘要： 设计了一款可用于18 bit、2 Ms/s的流水线型逐次逼近型模数转换器(Pipelined-SAR ADC)的高精度比较器,该比较器的结构为三级预放大器+锁存器(latch),同时采用了一种失调电压消除技术,有效减小了比较器的失调电压。在TSMC 0.18μm的工艺下,使用Spectre对比较器进行仿真,结果表明,该比较器在1.8 mW的功耗下,输入失调电压标准差为131μV,噪声电压为15μV,满足高精度和低功耗的要求。