关键词： Two-dimensional ferroelectric   semiconductor   Processing-in-sensor   Computing-in-memory   Synaptic device   Artificial-intelligence vision system  

摘要： The growth of data and Internet of Things challenges traditional hardware,which encounters efficiency and power issues owing to separate functional units for sensors,memory,and *** this study,we designed an a-phase indium selenide(a-In_(2)Se_(3))transistor,which is a two-dimensional ferroelectric semiconductor as the channel material,to create artificial optic-neural and electro-neural synapses,enabling cutting-edge processing-in-sensor(PIS)and computing-in-memory(CIM)*** an optic-neural synapse for low-level sensory processing,the a-In_(2)Se_(3)transistor exhibits a high photoresponsivity(2855 A/W)and detectivity(2.91×10^(14)Jones),facilitating efficient feature *** high-level processing tasks as an electro-neural synapse,it offers a fast program/erase speed of 40 ns/50μs and ultralow energy consumption of 0.37 aJ/*** AI vision system using a-In_(2)Se_(3)transistors has been *** achieved an impressive recognition accuracy of 92.63%within 12 epochs owing to the synergistic combination of the PIS and CIM *** study demonstrates the potential of the a-In_(2)Se_(3)transistor in future vision hardware,enhancing processing,power efficiency,and AI applications.

关键词： SAR ADC   高速   低功耗   电容拆分技术  

摘要： 基于TSMC40 nm工艺,提出一种高速低功耗逐次逼近型模数转换器。设计电路采用全差分结构,基于vcm-based电容拆分技术解决先进工艺下难以设计精准VCM电平和复杂逻辑的问题,采用double-tail动态比较器实现高速和低功耗,采用TSPC触发器设计SAR逻辑进一步提高速度和降低功耗,采用异步时序,通过环路自身产生比较器时钟,不需要外接时钟信号,降低设计复杂度。在150 MHz采样频率,1.1 V电源电压,奈奎斯特的输入频率下,对该设计进行仿真,仿真结果表明,SAR ADC的ENOB=9.93 bit,SNDR=61.6 dB,SFDR=78.6 dB。

关键词： Buck电路   DC-DC转换器   低功耗   时间控制技术  

摘要： 为有效降低系统功耗,设计一种基于时间控制的降压直流转换器。该系统架构以时间作为处理变量,使用CMOS级类数字信号,同时不增加任何量化误差。在积分器设计中使用环形振荡器代替传统上的运算放大器,以有效降低功耗。增加延迟线,实现电压到时间的转换并求和,再利用一个简单的触发器产生PWM调制信号。本设计基于时间的控制,消除了高带宽误差放大器和模拟控制器中对脉宽调制器的需求,以及数字控制中对高分辨率ADC的需求,兼具数字和模拟控制的优点。通过测试表明,本设计整体架构仅使用7.6μA静态电流即可实现控制。

关键词： 嵌入式   无线   传感器   低功耗   控制   方法  

摘要： 常规的嵌入式无线传感器低功耗控制方法主要利用智能拓扑控制算法收集节点功耗反馈信息,易受邻近节点遍历作用影响,导致不同条件下的控制功耗较高。因此,需要设计一种全新的嵌入式无线传感器低功耗控制方法。文章分析了嵌入式无线传感器节点功耗,生成了嵌入式传感器低功耗控制通信协议,设计了无线传感器智能低功耗控制放大器,从而实现了无线传感器低功耗控制。实验结果表明,设计的嵌入式无线传感器低功耗控制方法在不同的控制条件下的控制功耗较低,证明设计的无线传感器低功耗控制方法的效果较好,具有可靠性,为提高嵌入式无线传感器综合性能做出了一定的贡献。

关键词： 逐次逼近模数转换器   开关策略   低功耗   高速  

摘要： 设计了一种10 bit 120 MS/s高速低功耗逐次逼近模数转换器(SAR ADC)。针对功耗占比最大的CDAC模块,基于电容分裂技术并结合C-2C结构,提出了一种输出共模保持不变的双电平高能效开关控制策略;在降低CDAC开关功耗的同时,摆脱了CDAC开关过程中对中间共模电平的依赖,使得该结构适用于低电压工艺。在速度提升方面,控制逻辑使用异步逻辑进行加速;比较器采用一种全动态高速结构,在保证精度的前提下其工作频率达到3 GHz;CDAC中插入冗余位,以降低高位电容对充电时间的要求。所设计的SAR ADC使用40 nm CMOS工艺实现,采用1.1 V低电压供电。在不同工艺角下进行性能仿真,结果显示,在120 MHz采样率下,有效位数为9.86 bit,无杂散动态范围为72 dB,功耗为2.1 mW,优值为18.9 fJ/(conv·step)。

关键词： 形式概念分析   概念格   概念约简   多线程并行算法  

摘要： 针对现有概念约简算法计算过程较为繁琐且执行效率低的问题,提出了一种多线程概念约简算法MTCR。MTCR以提高计算概念约简的效率为首要目标,在多核环境下利用多线程技术并行计算概念约简。首先,MTCR算法使用两个线程分别计算单个对象的对象代表概念集和单个属性的属性代表概念集;然后,将形式背景中的对象(属性)依次放入p个队列,并为每个队列创建线程;最后,通过多线程方式并行计算任意对象的对象代表概念集和任意属性的属性代表概念集,以及两类代表概念集的交集,进而构建代表概念矩阵,据此计算出所有概念约简。在MTCR算法中,使用多线程的每个阶段的数据相对独立,使得多线程之间不需要频繁的同步操作,从而减少了线程之间的竞争和等待。这样可充分有效地利用计算资源,大大提升算法的性能。UCI数据集和随机数据集上的实验表明:MTCR算法可以准确得到概念约简结果,在使用单线程情况下执行速度与串行概念约简算法SCR相近;当线程数不超过8时,线程数每增加1倍,MTCR算法执行速度可提高30%以上。

关键词： 振荡器   超低功耗   高精度   频率修调   温度修调  

摘要： 为了满足电子系统对时钟源功耗和精度的要求,设计了一种超低功耗高精度的RC振荡器电路.电路利用恒流源对电容充电的方式实现振荡,输出的时钟频率为32 kHz.首先,电路通过电流复用的方式,降低了整体的功耗;其次,通过电路内部集成数字修调结构,提高了输出频率的精度;同时,电路设计有启动和防死锁的功能,保证了电路的安全性.电路采用和舰0.11μm的工艺进行流片,典型情况下电路的整体功耗仅为160 nA;在修调后由电压和温度变化引起的频率偏差分别在±0.56%和(-1.8%)-(+0.44%)以内;且电路可以在2-5.5 V的电压范围内正常工作.

关键词： 采样机械臂   轻量化   低功耗   控制策略  

摘要： 智能制造系统中单元化空间的优化愈发受到重视,尤其是大批量小零件制造系统中,多功能机械臂作为智能制造系统工作单元的重要组成部分,其结构合理和较少功耗是整个智能制造系统的内在要求。文章提出一种轻量化、低功耗、结构紧凑、可靠性高的四自由度挖掘机械臂,作为多功能机械臂运用的一种典型工况,运用D-H方法建立机械臂正、逆运动学公式。根据智能制造单元任务,设计一种主动位置控制和动态摩擦补偿控制策略。制作简化关节结构的物理样机,搭建机械臂的软、硬件系统,对机械臂进行智能制造系统中物料流的挖掘采集和传送测试,并对其质量、功耗等各项指标进行验证。

关键词： 无线传感器   路由技术   低能量自适应聚类层次协议(LEACH)   K-means聚类  

摘要： 文章基于物联网下的低功耗无线传感器网络,重点研究一种优化的无线传感器网络通信协议,即基于K-means聚类的低能量自适应聚类层次协议(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy,LEACH)。通过对无线传感器网络结构的深入研究,提出一种新的聚类优化方法,以降低网络的总体能耗,并提高能耗均衡性。采用MATLAB进行仿真实验,验证所提优化方法的性能。实验结果表明,所提优化方法在总能耗、簇内能耗均衡性和数据传输成功率等方面均表现良好。为全面评估优化方法的性能,开展8次重复实验,通过分析平均值和标准差,验证实验结果的一致性和稳定性。

关键词： 机器视觉   缺陷检测   硅胶圈   多线程   VGG  

摘要： 硅胶圈检测由于缺陷具有种类多、易变形、复杂性高等特点,通过提出多工位、多角度、不同打光方式结合的基于视觉的机电检测系统来解决这类产品的检测问题。整个检测系统的图像处理使用了基于OpenCV库按照实际项目需求进行改进,使用滤波算子、阈值分割和形态学方法。使用VGG16卷积神经网络训练模型在小样本条件对三种缺陷分类和传统视觉检测方法得到的准确率进行对照实验。在小样本下传统机器视觉的检测准确率>98%,优于深度学习的方法。通过Qt完成UI界面的设计。该软件系统使用多线程设计模式编写,并提出了一种多工位循环剔除新方法,具备在线检测计数和剔除功能。就一种特定的硅胶圈产品检测进行实际实验和测试,验证了本系统的可靠性和实用性。