关键词： 单片机   MSP430   超低功耗  

摘要： 本文以MSP430系列单片机设备为研究对象,对其基本功能特征进行介绍分析的基础上,从应用角度,对这一系列单片机设备在工业控制、智能仪表、计算机通信、日常生活这四个领域中的应用条件作出说明,为相关理论研究与技术开发提供参考材料。

关键词： 水声测试   数字信号处理   UART通信协议   数据存储  

摘要： 随着当今世界对资源需求的日益增加以及各国对海洋事业的重视，海洋开发和海洋探测工程快速发展。水声技术成为了海底地貌探测、洋流观测、水文监测、导航制导、水下通信等领域中一项不可或缺的技术。而对于水声测试信号处理的研究中，水声的数据采集环节是十分重要的一步，是所有水下工作顺利进行的首要保证。一套能够在水下稳定工作的高性能测试系统，在整个水声工程中起着及其重要的作用。对配套水下装备性能测试、水下环境研究、水文测试、不同海域不同深度的水声信道特性研究等领域有着非常重要的意义和价值。\n 本论文所要设计的是一套自容式水声测试系统。包含对系统接收机的硬件设计和软件程序设计。能够实现水下自主工作并对声呐所拾取的水声信号进行处理存储。对来自前端水听器捕获的模拟信号进行调理并采用A/D转换成数字信号后，进行数字信号处理并存储到SD卡，最终在上位机实现对数据恢复与分析。在满足系统工作要求的同时综合考虑设备功耗。在进行器件的选型工作时，选择使用低功耗高性能元器件来实现系统的低功耗要求。硬件部分主要设计了模拟信号调理板、信号采集板、数字信号处理板三块电路板。经由信号调理板放大滤波处理后的信号，利用STM32SPI总线配置的A/D芯片将模拟信号转换为数字信号传输给FPGA。在FPGA中控制数据读取并利用FIFO进行缓存，将数据组包后利用UART通信协议发送给STM32。并预留了FPGA与STM32之间的SPI通信接口方便二次开发。STM32实现了对接收数据的存储功能，并移植了FATFS文件系统来对存储文件进行有效的管理。同时，利用FPGA逻辑编写实现信号源的功能，为声呐发射提供激励信号。完成了对采集的水声信号进行1KHz带通滤波、50dB放大增益、10KHz采样频率的设置。实现了低功耗工作、24位采样精度、最大128GB存储、文件管理等功能。\n 通过实验，对系统进行了系统噪声、采样、存储功能以及信号发生的验证，系统能够进行可靠的工作。

关键词： 自组网   低功耗   自动化监测   既有建筑改造  

摘要： 以上海南京东路新康大楼历史保护建筑的实际改造施工为背景,针对现有的应力监测产品,借助智能自组网技术、低功耗技术,提出了一种高效自组网算法和智能控制策略,并配合实际施工过程中的大量调试、检测,最终研发出了自组网低功耗应力监测采集模块设备。该设备采用多种技术协同工作的原理,对现有硬件系统进行优化设计和开发,提高了应力传感器设备的监测频率、使用寿命、数据精确度等,从而既提高了实际工程监测的工作效率,又提升了结构受力的监测准确性。

关键词： 矽光子   AOC   電光積體晶片   CMOS   低功耗   Data Center  

摘要： 在5G与频宽需求的驱使之下，通讯设备正往更高传输速度、更低耗能、更小体积的方向发展。矽光子（Silicon Photonics）技术正可以提供诸多设备更佳性能的解决方案。所谓“矽光子＂技术即是利用半导体CMOS制程技术，在矽材料上制造出积体光路，并能进一步与III-V族材料做整合，制作出电光积体晶片（Electro-Photonic Integrated Circuits, EPIC）。

关键词： 习近平新时代中国特色社会主义思想   不动产登记   全面建成小康社会   十年   双主线   确权登记   多线程   自然资源  

摘要： 大家拿到这一期杂志时,新的一年已经到来。2020年,是21世纪第二个十年进入第三个十年的转折之年,也是21世纪20年代的开启之年,更是全面建成小康社会和“十三五”规划收官之年。站在年关岁首,回望过去的一年,感受到的是全国不动产登记人沉甸甸的辛劳和满当当的负载.过去的这一年,在习近平新时代中国特色社会主义思想的指引下,在部党组的坚强领导下,全国自然资源和不动产统一确权登记工作全面推进,在多个方面取得了进展。

关键词： Genomics   Bioinformatics   DNA   Tools   Sequential analysis   Instruction sets   Pipelines   DNA methylation motifs   motif finding   multi threads   MultiMotifMaker   Pacbio reads  

摘要： The methylation of DNA is an important mechanism to control biological processes. Recently, the Pacbio SMRT technology provides a new way to identify base methylation in the genome. MotifMaker is a tool developed by Pacbio for discovering DNA methylation motifs from methylated DNA sequences. However, MotifMaker is single-threaded and computational expensive for identifying methylation motifs from large genomes. Here, we present an efficient motif finding algorithm (MultiMotifMaker) by implementing multi threads of the MotifMaker. The MultiMotifMaker speeds up the motif search about 8-9 times on a 32 core computer comparing to MotifMaker. MultiMotifMaker makes it possible to identify methylation motifs from Pacbio reads for large genomes.

关键词： DC-DC转换器   低功耗   PWM/PFM自动切换   快速瞬态响应  

摘要： 近年来,国内5G通信、云计算、物联网等前沿应用领域成长迅速,电子行业市场需求快速攀升,对广泛应用于电子设备的DC-DC转换器性能提出了更高的要求。由于人们对智能穿戴设备、蓝牙设备以及便携电子设备需求量的增加,针对低功耗DC-DC转换器的研究具有重要意义。本文设计了一种低静态电流同步整流降压DC-DC转换器,基于COT控制模式实现较快的过渡响应,采用同步整流技术和PWM/PFM切换模式,使转换器在不同的负载范围内实现自动切换调制方式,降低消耗功率,可在宽负载电流范围内实现高效率。通过低功耗结构及低功耗控制方式的设计,使转换器尤其在轻载条件下,实现极低消耗电流工作,进一步降低转化器整体功耗。同时,过温保护、欠压锁定、过零检测等完善的保护模块保证了转换器的可靠性。该转换器可支持装载小型电池的移动设备、蓝牙设备等电子设备的长时间驱动。本文设计基于0.5μm CMOS工艺,利用Cadence Virtuoso软件,完成基准电压电路、恒定导通时间生成电路、保护电路等模块及整体电路的设计与仿真,并完成版图设计和芯片测试。仿真及测试结果表明,该转换器在2.5V～5.5V的输入电压范围内,可以得到典型值为2.3V的稳定输出电压,同时实现了控制模式自动切换。该转换器静态电流低至270n A,输出电压纹波小于25m V,效率高于85%,满足低功率消耗和快速瞬态响应等性能指标。

关键词： 红外信号   NEC   低功耗单片机   数据通信   MSP430  

摘要： 普通家用遥控器的红外串行输出多采用NEC协议,与基于Ir DA协议的红外通信之间存在明显差异。基于Ir DA协议的通信具有安全性高、波特率高、硬件成本低等优点,在数字万用表等近距离数据通信过程中得到了广泛应用。单片机模拟得到Ir DA通信协议的代码较为复杂,采用msp430G2553等低功耗单片机内部的串行通信状态机生成红外Ir DA信号,具有代码效率高、误码率低等优点,推广价值较大。

关键词： 统一物理层控制器   多核子系统   低功耗技术   动态保留技术   存储器  

摘要： 与第四代移动通信技术(LTE)相比,5G通信技术具有更大带宽、更低时延、更高速率及更强连接能力,但功耗问题也更加凸显。移动设备上的基带芯片是实现5G通信技术的关键环节。针对5G超大网络流量及传输速率所导致的功耗问题,5G基带芯片的低功耗研究具有重要研究价值。而存储器在如今基带芯片设计中占比已达60%,为了降低5G基带芯片的功耗,对存储器低功耗技术的研究对5G基带芯片设计更是显得尤为重要。为平衡功耗问题,英特尔公司在5G基带芯片中设计了统一物理层控制器,并采用ARCHS47多核集群作为统一物理层控制器的数据处理单元,服务于2G/3G/4G/5G等物理层,提供内存及IO接口等动态共享单元,统一控制物理层之间的数据通信、物理层与协议栈之间的通信。本论文的研究对象是ARCHS47多核集群中分布的存储器,研究目标是通过对存储器低功耗设计使系统的功耗降低10%左右。本论文深入研究了7纳米工艺制程下存储器的基本结构与工作模式,在此基础上,提出在处理器无外部访问事务时控制存储器进入深度睡眠模式的保留状态控制方法,并采用该方法对统一物理层控制器中的存储器进行保留状态控制以优化系统功耗。为了满足低功耗的要求,统一物理层控制器划分多个电源域进行电源分布式管理,多核集群内不同的电源域可独立开关,在上电状态下,根据不同的负载要求,内核与集群可进入工作模式或省电模式,其存储器根据不同配置在省电模式或关电状态下是否进入保留状态。针对不同需求,配合电源域开关的切换以及内核工作模式间的跳转,完成存储器进退保留状态的控制这一难点。论文通过设计状态机分别对内核与集群中存储器进行低功耗控制并完成与存储器外层逻辑的握手,按照电源域的不同分步完成存储器低功耗设计。该控制结构层次分明,具有很好的继承性与可移植性。本文基于随机C语言的定向测试完成对存储器低功耗设计的验证,通过不同的测试用例测得覆盖率达到100%,满足验证的完备性。针对统一物理层控制器中的存储器,通过流片前后功耗数据的分析,证实了统一物理层控制器的功耗损失较未采用该方法的方案降低了10%左右。综上,对含处理器的系统进行存储器保留状态控制,能够通过降低漏电流降低系统功耗,具有重要的工程意义。

关键词： 内容寻址存储器   匹配线   低功耗   电压摆幅自调整  

摘要： 三态内容寻址存储器(TCAM)是一种高速并行硬件搜索引擎,为很多需要高速搜索操作的应用场景提供了基于硬件的解决方案。这些应用对TCAM提出了越来越高的低功耗和搜索速度要求。在此背景下,本文设计并实现了一种可自动调整匹配线电压摆幅的TCAM。本文首先简单介绍了TCAM结构和基本原理,并对目前TCAM电路降低功耗和提高搜索速度的相关研究进行了分析,总结了在降低TCAM匹配线功耗的相关思路方法。之后基于降低匹配线电压摆幅的思路,本文设计了一种结构简单的匹配线电压敏感电路,理论上该电路可以使匹配线电压摆幅接近于零。较低的匹配线电压摆幅,既有效地节省了电路功耗,同时还提高了搜索速度。为了确保电路具有一定的鲁棒性,本文还设计了一种匹配线电压摆幅的负反馈调整机制。在检测到电路错误时,时序控制电路可以自动地调整匹配线的电压摆幅,从而修正电路错误并提高系统的鲁棒性。然后论文通过对电路的仿真分析,验证了系统电路的功能,并总结归纳了电路搜索时间和匹配线电压摆幅之间的数学关系。最后基于所提出的方案,论文使用标准CMOS 55nm 1.2V工艺库实现了容量为64字×144比特(T-bit)的TCAM。版图后仿真结果表明,电路的搜索时间为0.75ns,匹配线功耗为0.18 fJ/bit/search,匹配线的EDP为0.14 fJ?ns/bit/search,与现有的方案对比,本文的EDP(Energy-Delay-Product)分别只占文献和文献中的16.1%和53.8%。