关键词： SwingWorker   多线程   Java  

摘要： SwingWorker类是Java语言JDK中Swing包的一个类,主要用来在GUI程序中实现耗时的工作任务线程.但我们在非GUI程序的普通程序中也可使用来实现普通多线程程序,简单方便功能更强.

关键词： 连续时间   Sigma-Delta调制器   宽带   低功耗  

摘要： 直接变频收发机易于集成,是目前通信系统中广泛采用的架构之一。其精简的结构对模数转换器等射频前端器件提出了更高的要求,在LTE20通信模式下,ADC的带宽要达到20MHz,精度也需要超过12bit,因此高性能ADC成为当前射频收发芯片设计的热点和难点。Sigma-Delta ADC可在带宽和精度方面取得较好的折中效果,成为了射频接收机中ADC的理想选择。本文围绕集成于射频收发芯片中的Sigma-Delta ADC中的调制器展开研究,主要研究内容如下:1、Sigma-Delta调制器结构研究本文从反馈DAC工作方式、采样点位置、环路滤波器类型三个方面,研究了连续时间（Continuous-Time,CT）与离散时间（Discrete-Time,DT）Sigma-Delta调制器在结构上的不同。CT调制器虽然对额外环路延时与DAC失配等非理想因素更为敏感;但其功耗相对DT调制器可以降低75%,且自带抗混叠效果,可降低前级滤波器的设计难度与功耗,更适合集成于射频收发芯片中。2、连续时间Sigma-Delta调制器设计技术研究及建模针对本文调制器需要达到12bit的精度要求,本文分析了不同的实现方式,选择三阶三位架构进行建模仿真,结果证明该架构满足设计要求并留有足够的裕量;研究了非理想因素并在系统层面做以下处理:更改环路结构,通过增加直接反馈回量化器输入端的零阶回路增强系统对延时的容忍度;采用可编程的电容单元应对工艺偏差;采用多位DAC降低时钟抖动影响;增加动态校准单元改善DAC的非线性。3、连续时间Sigma-Delta调制器电路设计基于65nm CMOS工艺开展电路设计,分析了积分器的实现方式,选择了线性度最佳的有源RC结构,使用套筒结构运放减小功耗;研究了运放结构与锁存结构比较器的速度特点,选择级联结构实现比较器保证转换速率;通过对DAC非线性校准的研究,选择蝶形置乱的方法对DAC失配进行整形。前仿结果表明在任意工艺角下,调制器的有效位数均在12位以上。4、连续时间Sigma-Delta调制器版图设计与测试本文从匹配与隔离两个角度对调制器版图进行了精心设计与布局,后仿结果表明,调制器在1.3V电源电压,20MHz带宽下,输出信噪失真比为75.12d B,有效位数12.18bit,功耗约为15.5m W。回片测试调制器功能正常,自射频前端输入至Sigma-Delta ADC输出实测有效位数为8.93bit。

关键词： 氢气检测   催化燃烧   恒温差   低功耗   CAN总线  

摘要： 随着全球能源问题的日益突出,氢燃料电池车以其零污染、零排放和燃料可再生等优势逐渐成为电动汽车领域研发热点,然而氢燃料的易燃易爆特性为其发展和普及带来了很大的挑战。氢燃料电池车内部水汽浓度高,温度变化大、氢气浓度低,现有氢气检测装置很难在此环境下,准确可靠地进行氢气检测。因此,设计出一款应用于氢燃料电池车内部的高精度氢气检测装置具有十分重要的意义。本文研究了催化燃烧传感器的工作原理和氢气催化反应机理,论证了氢气可以在-50℃低温下发生剧烈的化学反应。选择催化燃烧传感器作为氢气检测传感器,在常温下测试了催化传感器对低浓度氢气的灵敏度,提出了以恒温差双桥检测电路为核心的总体设计方案。在不同工作电流下测试传感器的灵敏度,确定了低功耗恒温差的工作电流。计算了恒温差电桥参数与温差的关系,在将传感器控制在高于环境温度50℃时,可以减小高浓度水蒸汽的影响。采用非稳态导热理论分析传感器散热过程,计算传感器降温时间,使传感器间歇工作,实现了低功耗的同时减轻了凝露的影响。在此基础上,本文完成了检测装置的硬件电路和单片机软件程序的设计,硬件电路包括PIC18F458单片机及其外围辅助电路、检测电路、电源电路和CAN总线电路;软件程序包括主程序、检测程序、标定程序、CAN总线和其他外围程序。按照设计指标和软硬件设计方案,制作了六个测试样机,经过45日老化后,采用0.50%～4.00%浓度的高湿氢气,测试样机在常温和高低温下的稳定性,并利用USB CANⅡ分析仪,验证CAN总线数据传输的准确性和可靠性。实验结果表明:本氢燃料电池车低浓度恒温差氢气检测装置在湿度较高的常温和高低温下都具有良好的检测性能,CAN总线数据传输准确可靠,符合国内外设计标准,具有广阔的应用前景。

关键词： 变频控制系统   供水工程   施工用水变频流量   低功耗  

摘要： 大藤峡水利枢纽工程包含左岸厂坝工程、右岸前期准备工程、右岸厂坝工程、船闸工程等.我司在其中承担了左、右岸厂坝工程的施工.根据我司在大藤峡工地实施分析,大藤峡左岸厂坝工程高峰用水量为840m3/h,右岸厂坝工程高峰用水量为630m3/h,主要采用沿河(江)边布置取水泵站,通过加压泵将抽取的河(江)水输送至高位水池,沉淀、过滤后,通过供水管路输送至各用水部位,压力不足者采用管道泵加压,但此种工艺能耗较大.通过对供水方式进行调整,采用变频控制系统,一方面可以避免制作大容量水箱或蓄水池,另一方面当用水量变小时,可自动调整进入低功耗运行状态,避免能量损失,对项目成本节约具有重要意义.

关键词： 数字集成电路  

ISBN: (纸本)9787111638278

摘要： 本书阐述低功耗数字集成电路的设计问题, 除了以教学的方式讲述低功耗设计外, 还提供一个集成的方法论来讨论每一个设计层级的功耗问题。最后, 书中解释未来降低功耗的主要设计困难以及物理层限制。

关键词： 图像解码   龙芯处理器   多媒体指令   视频处理单元  

摘要： 打印机图像处理引擎负责处理打印文件的图像解码,常见的打印机图像解码包括黑白或红黑图像的JBIG解码和彩色图像的JPEG解码。在打印机中,图像解码占据了处理器执行时间的一半以上。图像解码的速度直接影响到打印机的打印速度,是打印机的主要瓶颈之一,提升图像解码速度至关重要。论文首先基于龙芯2K1000B处理器,面向国产打印机,选用JBIG/JPEG解码函数库和龙芯2K1000B集成的视频处理单元(Video Processing Unit,VPU)实现了初版打印机图像处理引擎。该图像处理引擎由JBIG和JPEG解码器组成。JBIG解码器采用软件实现,JPEG解码器根据图像像素大小采用软件解码和基于VPU硬件解码两种方式实现。然后论文通过评估和分析得出初版图像处理引擎的性能瓶颈、热点函数和优化方法。接着对图像处理引擎进行具体的优化。对于JBIG解码器,首先对解码主函数的流程进行优化;然后采用龙芯扩展访存指令优化内存拷贝;最后采用分辨率控制策略,当解码超过600 PPI(Pixels Per Inch)的图像时,在600 PPI层级提前结束解码。对于JPEG软件解码器,首先通过构建短字码码表,使得Huffman解码中每个短字码都能在一次查表内完成解码;然后采用多媒体指令优化反量化和逆离散余弦变换(Inverse Discrete Cosine Transform,IDCT);最后通过跳过中间上采样过程和二次查表优化色彩空间转换。对于VPU硬件解码器,采用优化后的内存拷贝来提升性能。在龙芯2K1000B平台上对优化后的图像处理引擎进行测试,测试结果表明优化后的图像处理引擎能够满足打印机的实际需求。对于600 PPI A4大小的黑白图像,优化后的JBIG解码器耗时减少了16.6%,耗时为1892 ms。对于600 PPI A4大小的彩色图像,优化后的JPEG软件解码器耗时减少了29.5%,耗时为1822 ms。常用像素的彩色图像解码测试结果表明,优化后的JPEG软件解码器仅在大于1200万像素的图像解码时慢于VPU解码器。论文最后结合优化后的JPEG软件解码器和VPU解码器实现最终的JPEG解码器,在不同的像素下选用合适的解码方式以确保在各个像素下均具有较短的解码耗时。

关键词： 能量收集系统   最大功率点追踪   低压   低功耗   物联网  

摘要： 随着物联网技术的快速发展,电池为主的供电系统越来越无法满足物联网智能节点对低成本、小体积、低更换频率的要求。微纳米技术、片上系统技术的迅速发展使得环境能量的收集与应用成为可能。本文聚焦于对可实时进行最大功率点追踪的能量收集系统的研究与实现,搭建了逐周期进行最大功率点追踪的开路电压方案与简化纹波关联方案,并对前者进行了具体的电路实现。传统的开路电压法通常每隔几百毫秒或几秒进行一次开路电压采样,因此所需的采样电容和开路电压存储电容通常较大,而且无法对变化的环境实现快速的响应。由于本文所提出的逐周期开路电压法每个周期都将更新最大功率点所对应的输入端口电压值,因此可以采用较小的采样电容与存储电容,使能量源仅与能量收集系统断开较少的时间,并且每个周期采样开路电压的时刻安排在输入端口刚好位于最大功率点上的时刻,提高了采样电容的充电速度;而且这段时间刚好是电感电流为零的时段,因此开路电压采样对输入电容上的电压、转换器正常工作等造成的影响也较小。子模块电路设计上避免了对放大器、电流采样电路、乘法器等高功耗需求电路的使用,侧重于低压低功耗改进,利用亚阈值区工作并且采用钟控的方式,仅在需要该电路功能时才打开相应的模块,从而达到了降低系统功耗、提高系统效率的目的。本文的电路实现基于180 nm BCD工艺,系统整体仿真对上电、稳定的输入光功率状态以及输入光功率跳变的情况进行了验证,验证结果表明本系统适用于1mW0 mW的输入光功率范围,覆盖了室内到室外的光照情况,能量收集系统的最大功率点追踪精度峰值达99.94%,整体效率峰值达88.37%,并且可以快速响应输入光功率的变化。

关键词： 异步逻辑   流水线-逐次逼近型模数转换器   多比较器   冗余   亚稳态  

摘要： 随着计算机技术和数字信号处理技术的不断发展,对数字信号的需求越来越高,因而模数转换器的作用就愈加重要。流水线-逐次逼近型模数转换器与其它类型相比优势很多,尤其是在速度、精度、面积和功耗等方面,因而成为近几年模数转换领域的热门研究对象。本文在22nm FDSOI的CMOS工艺基础上,设计了一个14 bit Pipelined-SAR ADC,其整体电路主要包括:SAR ADC、级间放大器和数字逻辑模块等,采用异步时序逻辑和四级流水线结构,各级流水线中的子ADC均采用SAR ADC代替快闪型ADC,SAR ADC中主要包括CDAC、比较器和一些数字模块等,每级流水线中采用了多比较器结构和电容分裂型的数模转换器(CDAC)以实现速度与性能上的折衷。采用差分结构的二进制权重的电容阵列,使用CDAC上极板采样技术,使用分裂电容以使CDAC的共模电平始终是一个定值,因而可以维持比较器输入电压共模电平的稳定;由于SAR ADC采用了电容型DAC,因此不需要额外的采样保持电路,由CDAC可以完成采样保持的功能,同时使用高速高精度的栅压自举开关电路,采样精度有了很大的提高,开关的非线性对ADC精度的影响也大大减小;使用带预放大级的Strong ARM-Latch比较器,速度快,噪声和失调比较小;相邻两级之间的级间放大器采用了功耗和噪声较小的动态放大器结构;通过在后三级流水线中各增加一位冗余位来解决由比较器失调和放大器失调带来的残差信号超量程问题,进而降低对ADC性能所带来的影响;基于比较器的亚稳态检测技术提出了一种数字校准算法,该校准算法搭配PN码产生电路和亚稳态检测电路可以校准级间放大器的增益、比较器失调以及电容失配,进而提高ADC的性能。Pipelined-SAR ADC整体电路的前仿真结果显示,在电源电压为0.8V,采样速率为800MHz的条件下,输入为82.8125MHz的正弦信号,得到ADC的有效位数(ENOB)为12.28bit,核心电路的总功耗约为28.92mW。

关键词： 28nmGPU   后端设计   低功耗技术   时钟树综合   物理验证  

摘要： 纵观图形处理器（GPU）的发展历史,随着电子工艺的不断发展,GPU的性能与可靠性得到了较大幅度的提升,电路的主频与电路规模朝着更高更大的方向发展,与此同时GPU的性能与可靠性得到了较大幅度的提升,因此在人们日常的工作与生活中也得到了广泛的应用。在传统的GPU设计过程中,优化目标通常只包括芯片功耗、面积、时延、线长等,而对电源网络与时钟网络的优化设计鲜有提及。而随着GPU用户需求的提高与制造工艺的提升,现有的GPU设置中逐渐开始面临如何对芯片电压域划分、如何最小化电源网络布线面积与如何进行时钟树优化等问题。针对上述问题,本文基于Cadence公司的EDI10、QRC与Voltus工具,选取一型28nm图形处理器芯片为研究对象,从文献收集、设计方案分析、物理验证等角度对该型芯片的低功耗后端设计进行了详细的研究,探索解决上述问题的具体方案,并通过计算与仿真对解决方案的合理性与正确性进行了验证,论文的主要工作包括:通过收集相关领域的研究文献,对后端设计的分类与基本流程进行了详细的阐述,并对芯片的功耗类型进行了归纳分析,随后针对不同功耗类型罗列了对应低的功耗设计技术,并结合上述理论给出了芯片布局与低功耗时钟树综合的具体设计方案。在完成设计方案的基础上,结合设计工具对芯片的各类标准单元放置、时钟树网络优化、时钟树网络布局等过程进行了详细的分析,完成具体的设计流程后,采用分析工具对布局DRC、布局拥塞与时序优化进行了仿真分析,针对GPU芯片的布局、设计规则、电路规则与天线效应进行了物理验证检查。完成上述工作后,为了得出金属填充对芯片工作时序影响的具体方法,分别采用Calibre与EDI10两种工具对芯片进行金属填充,并对填充前后的芯片工作时序进行了仿真分析,得出了有效的填充方法。为了对低功耗设计与时钟树优化方案的正确性与合理性进行验证,将采用本文方案前后的时钟树网络参数与芯片功耗进行了仿真研究,并对低功耗、时钟树与芯片整体功能的仿真结果进行了详细的分析,并通过分析给出了设计方法正确性与合理性的验证结果。

关键词： NB-IoT   LPWAN   物联网   低功耗   智慧卫生间  

摘要： 迈入信息化时代,我国现代化和工业化进程逐步加快,物联网应用正广泛渗透到社会生活的各领域,社会的生产方式和人们的生活方式都在发生着深刻变化。2018年,中国移动在云南省率先部署了窄带物联网（NB-IoT）站点建设,在交通、旅游、民生等领域造福于民。在国家智慧旅游战略、“一机游”应用等背景下,随着社会发展,人们生活水平的提高,城市建设进程的加快,城市公共卫生间的改造是尤为重要。为解决人们出行中找到亟需使用卫生间困难、部分星级景区卫生间无法市电供电的问题,提高人们的出行效率和出行的便捷性。本文基于物联网技术,提出一种基于NB-IoT的结构可配置智慧卫生间系统。提出的“结构可配置”方法,针对不同应用供电能力不同特点,通过硬件配置软件、软件配置硬件相结合的配置方法实现。“结构可配置”的方法结合NB-IoT技术、硬件、软件设计出5种低功耗工作模式解决电池供电模式下的功耗问题。通过拨动开关配置硬件供电方案;拨码开关控制功能节点类型;软件配置功能节点功耗模式及其他信息。功能节点根据平台统计分析结果自适应工作在不同功耗模式下,能灵活应对不同供电能力场景,有效降低成本。物联网平台实现南向的设备对接、北向的应用对接,可以快速解决不同业务逻辑设备、应用的快速对接。通过NB-IoT技术把卫生间的坑位使用、人流量、地理信息、温湿度、氨气浓度等数据上报云平台。“一机游”找厕所的功能实践表明本文提出的方法能提高“智慧卫生间”可提高卫生间覆盖率、满足功耗需求,并且为出行在陌生环境下亟需上卫生间的人,提供有效、高效的找卫生间服务。本文对该系统硬件设计、嵌入式软件设计、物联网平台对接做了简要介绍。