关键词： 植入式医疗设备   低功耗   低位逐次逼近   模数转换器  

摘要： 针对植入式医疗设备中关键模块模数转换器(ADC)的超低功耗设计问题,以低功耗的逐次逼近型ADC为基础,提出了低位逐次逼近量化逻辑的模数转换器。量化逻辑主要用于以心电信号为代表的低活动度生物信号,在采用固定分辨率和采样率的情况下,根据信号的变化幅度调整量化次数,以达到降低功耗和压缩数据量的目的,在信号处于基线或缓变间期最少只需要3次量化就可以得到ADC转换结果。采用Global Foundry 0.18m标准CMOS工艺对该ADC进行了电路和版图设计,仿真结果显示,在1.8V的电源电压和1kHz的采样率下,ADC的有效位为9.6b,核心电路平均电流功耗为64~131nA。该低位逐次逼近模数转换器特别适合应用于植入或可穿戴医疗设备中低活动度生物信号的模数转换,在保证量化精度的同时显著降低了ADC的功耗。

关键词： 脉冲神经网络   迁移学习   反向传播   多层网络   MNIST数据集   CIFAR-10数据集   低功耗  

摘要： 使用脉冲序列进行数据处理的脉冲神经网络具有优异的低功耗特性,但由于学习算法不成熟,多层网络训练存在收敛困难的问题。利用反向传播网络具有学习算法成熟和训练速度快的特点,设计一种迁移学习算法。基于反向传播网络完成训练过程,并通过脉冲编码规则和自适应的权值映射关系,将训练结果迁移至脉冲神经网络。实验结果表明,在多层脉冲神经网络中,迁移学习算法能够有效解决训练过程中收敛困难的问题,在MNIST数据集和CIFAR-10数据集上的识别准确率分别达到98.56%和56.00%,且具有微瓦级别的低功耗特性。

关键词： 集成光学   集成光学器件   热光开关   聚合物波导   功耗   消光比  

摘要： 设计制备了一种低功耗的马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型聚合物热光开关器件,为降低开关的功耗,将器件加热区的调制臂波导设计成悬浮波导,从而抑制波导芯区处热量向硅衬底的扩散。模拟结果显示,相比于传统波导结构的热光开关,悬浮波导结构可以明显减少热扩散。利用半导体工艺成功制备了具有悬浮波导结构的热光开关器件,在1550 nm工作波长下,热光开关的功耗为9.3 mW,消光比为21 dB,开关的上升和下降时间分别为392μs和697μs。

关键词： Hi3515   图像转换   多线程   视频监控  

摘要： 本文采用高性能高集成通信媒体Hi3515编码处理器为核心器件,通过传感器模块采集数据,经图像数据格式转换及编码,真实恢复出被摄物体;通过多线程模块(HD200S)和Box提供实时视频服务进行应用程序设计,实现图片抓拍的同时视频不中断,以适合交通监控领域高清网络摄像机的视频监控功能。

关键词： STM32   NB-IoT   智能家居   云计算   低功耗  

摘要： 为了增强智能家居系统的通信距离、降低节点传输耗能和实现远程实时控制,基于云平台技术,提出了一款NB-IoT无线通信技术的智能家居系统。通过嵌入式技术、传感器技术、无线通信技术和云计算技术的结合,选择STM32作为主控制器,使用低功耗的NB-IoT无线通信技术,进行硬件设计和软件设计,实现对室内各家居设备进行有效远程实时控制。用户可借助计算机、手机、平板电脑等,查询家用电器的运行状态。该系统耗能比较低,具备可扩展性及人机交互的特点,而且成本低,极易实现,时刻处于稳定的运行状态,很少发生各类故障,极为实用。通过实验测试,对系统的可靠及稳定与否进行验证,看其是否符合实际设计要求。经过一段时间验证,在科学的实验环境下,测试结果与预期效果一致,达到了智能化的目的。测试结果表明,该系统实现了智能家居的智能化控制,提升了系统的可控性。

关键词： 信号接收机   校准   多线程   双缓存  

摘要： 为保证信号接收数据的准确性,提高测试校准工作的自动化水平,文章基于C#与SQL Server对信号接收机自动校准系统软件进行了设计;基于多线程设计系统程序,提高了测试校准效率;基于双缓存技术绘制测试数据波形,解决了波形显示闪屏的问题;采用SQL Server数据库存储测试数据和仪器控制指令,实现高效数据存储和管理;运用测试报告自动生成技术实现校准证书和原始记录的自动生成;该自动校准系统设计对提高信号接收机校准工作效率,增强设备计量保障能力具有较强的应用价值。

关键词： 嵌入式   超低功耗   红外光   通信系统   发射装置   接收装置  

摘要： 为了解决红外光通信存在传输方向单一和消耗功率高问题,设计基于嵌入式技术的超低功耗红外光通信系统,系统单片机使用改进型STM32,将超低功耗红外发射装置嵌入到红外光通信系统中,该装置通过固定载波频率将输入音频信号,通过发送校准模式和音频传输模式调制为高频方波信号后,采用红外光管向外发射信号,并在电路中增加功率负载电流实现限流,降低红外光发射电路功耗。红外接收装置通过共射级放大电路接收信号,采用脉冲宽度调制(PWM)调制信号,实现信号高质量、低功率传输。红外通信模块实现红外发射装置和接收装置间信号的双向传输。系统采用保护驱动模式、中断模式与用户模式的红外通信协议栈,最大程度降低系统通信能耗,提高系统通信效率。实验结果表明:该系统能够实现信号和温度信号的有效传输,在休眠和正常运行时的功耗均较低,误码率低,是一种功率消耗低、通信质量高的红外光通信系统。

关键词： 车辆溜逸   低功耗   物联网  

摘要： 目前,铁路车务系统现场防溜作业安全控制手段相对缺乏、更多采用人控手段。文章从现场需求出发,梳理既有防溜作业流程,研究基于低功耗物联网技术的车辆溜逸安全防护系统,实现防溜作业全过程监测,避免因防溜器具漏设、漏撤等导致的行车事故。实践证明,该系统可有效提高防溜作业标准化程度,降低调车作业人员劳动强度,为当前车站防溜作业管理困难问题提供了一种有效的解决办法。

关键词： WirelessHART   适配器   低功耗   睡眠机制   TDMA  

摘要： 针对WirelessHART适配器因功耗高造成回路压降大,导致工作不稳定以及过程数据回传周期长、实时性差的问题,提出一种基于WirelessHART协议的适配器低功耗设计。本设计分析了适配器能耗最高的搜索态与运行态特点,采用多态独立式节能策略。搜索态阶段,通过动态MCU睡眠机制,优化广告包搜索算法,提高搜索效率,使回路压降只有2.5 V,保证入网稳定性。运行态阶段,引入电能动态自适应算法与MCU睡眠机制,降低电能消耗,结合TDMA时隙调度算法,提升过程数据回传的实时性。实验表明,适配器以4~20 mA回路供电方式,在环境温度-40℃~85℃条件下,工作稳定,整体功耗降低40%,过程数据回传周期缩短4倍。

关键词： 复数滤波器   高线性   跨导滤波器   低功耗   自适应偏置电路   CMOS技术  

摘要： 针对低电源电压Gm-C复数滤波器线性度不足的问题,提出了一种使用大信号线性化技术的一阶复数带通滤波器。所提出的复数滤波器使用了不平衡差分对和自适应偏置电路两种线性化技术,通过扩展跨导相对恒定的输入电压范围提高滤波器的线性度。滤波器采用UMC 110 nm CMOS工艺设计,中心频率和带宽分别为2 MHz和1 MHz。Cadence仿真结果显示,在1.2 V电源电压下,滤波器功耗为229μW,镜像抑制比(IIR)为18 dB,线性度(输入三阶交调点IIP3)为9.53 dBm,总谐波失真(THD)为-55.7 dB。该复数滤波器电路结构简单、功耗较低,以期能广泛应用于低电源电压的接收机设计。