关键词： FinFET   SRAM型FPGA   PCIe Gen3   低功耗  

摘要： 大数据时代对高速总线的高带宽、低延时及高灵活性有更苛刻的要求,高速串行总线(PCIe)与FPGA的集成能够满足新兴领域的需求,但需要对其在高温和低温下的性能稳定性及低功耗性进行探究。以16 nm FinFET工艺SRAM型FPGA为对象,搭建针对低功耗PCIe第三代(Gen3)的高速通信的性能测试、温升测试以及高温及低温功耗测试方案。测试结果表明,在通信过程中被测电路与CPU通信稳定,读、写速率分别可达3907 MB/s、4430 MB/s,达到理论最大带宽的54.1%、61.4%;被测电路温升不显著,常温下电路的表面温度比对照电路低18.4%;其在高温125℃下的功耗比对照电路低41.9%。该工艺下的电路能够稳定运行PCIe Gen3总线,并在低功耗、低发热状态下实现高质量的信号传输。

关键词： 扫描测试   低功耗测试   位移功耗   时钟相位调整   阻隔逻辑电路  

摘要： 针对扫描位移功耗过高带来的生产成本增加、良率降低的问题,提出采用时钟相位调整技术和逻辑阻隔技术相组合的方式来降低测试功耗。利用布局布线之后的时钟偏差和物理位置等信息对时钟相位进行调整,从而降低峰值功耗;通过寄存器输出端的扇出数量来决定阻隔逻辑电路插入点,从而降低平均功耗。将该方案应用于实际项目中,从面积、覆盖率、功耗角度分析了时钟相位调整技术和逻辑阻隔技术的特点。结果表明,在面积和覆盖率影响较小的情况下,采用两种技术组合后扫描位移的峰值功耗降低了73.24%,平均功耗降低了6.78%。该方案具有良好的实用性,可为大规模集成电路低功耗可测性设计提供参考。

关键词： 远距离无线电(LoRa)   低功耗设计   设计方案   物联网(IoT)  

摘要： 针对远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)技术在物联网(Internet of Things,IoT)中的应用挑战,提出了一系列有效的解决方案,旨在设计低功耗通信协议。采用自适应数据封装与解封装的方法,确保数据传输的高效率和高可靠性,以适应不同数据大小和频率的应用需求。将随机指数后退算法作为通道访问与调度机制,成功降低了通信碰撞率,提高了通信成功率,特别适用于高竞争的通信环境。最后,利用节点管理和能耗优化策略,综合考虑节点的休眠与唤醒、数据更新和远程管理,延长了电池使用寿命、增强了网络的可维护性。

关键词： 结构健康监测   测距传感器   同相雷达  

摘要： 在雷达SoC芯片基础上研发了低功耗同相(LCFM)雷达测距传感器,该传感器具有功耗低、价格低廉、动态响应快、温漂小、寿命长等优点,非常适合在结构监测中推广使用。低功耗同相雷达采用低功率脉冲发射同相调频波雷达信号,同相调频波雷达反射信号可以进行叠加,因此,在低功耗的同时确保了雷达信噪比满足精确测距要求。经过测试验证了LCFM雷达频率测距在12 m量程内满足1 mm的精度,相位测距在4.2 m量程内满足0.1 mm的精度,结构监测的从业人员可以根据LCFM的性能特点选择诸多的应用场景。

关键词： 电网基建现场   LoRa通信   存取类别限制   终端   信道拥塞  

摘要： 针对LoRa通信中的随机接入信道拥塞问题,本文提出一种基于存取类别限制技术的LoRa通信优化控制方法。仿真实验结果显示,按照该方法获取的存取类别限制最佳因子进行LoRa通信,网络中顺利接入的最大终端数量为23.84个,高于所有对比模型,且与理论值最为接近。该方法在仿真LoRa通信中最大程度地减少了信道拥塞造成的终端接入失败数量,有利于提升电网基建现场的LoRa通信质量。

关键词： AB类运算放大器   电流复用技术   自适应偏置电路   局部共模反馈   高转换速率   高带宽   低功耗  

摘要： 为了解决传统运算放大器在物联网系统等低功耗应用中转换速率较低和增益带宽积较小的问题,设计了一种新型的AB类运算放大器。提出了基于差分对管的电流复用技术,将输入晶体管产生的差分电流再次利用,提高了电路的输出电流,获得了更高的转换速率、增益带宽积和直流增益。此外,结合了基于自适应偏置电路的AB类输入级和局部共模反馈电路,使得运算放大器输出级的动态电流摆脱了静态电流的限制,以较小的静态电流获得了较大的动态电流,进一步提升了电路的关键性能参数。基于180 nm CMOS工艺,对运算放大器进行设计和验证。仿真结果表明:在70 pF的负载电容下,正负转换速率分别为23.55 V/μs和-31.47 V/μs,增益带宽积为2.38 MHz,直流增益为63 dB,静态功耗仅为23μW。与传统的AB类运算放大器相比,所提出的电路在实现低功耗的同时具有更高的转换速率、增益带宽积和直流增益,适用于模数转换器和电源管理等低功耗电路系统。

关键词： 超声波流量计   便携式   低功耗   在线校准  

摘要： 介绍了时差式超声波流量计的工作原理,设计一种采用锂电池供电的便携式超声波流量计,具有体积小、快速充电、低功耗、多管道参数记忆、测量数据自动存储及通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)通信功能,可显示瞬时流量曲线并自动计算平均流量。通过标准表法液体流量标准装置检定,便携式超声波流量计的准确度达到1.5级,与现场流量计进行比对,满足在线校准的功能需求。

关键词： 智能楼宇   物联网   广域   能耗管理   低功耗   系统   应用  

摘要： 智能楼宇通常是以5A系统为核心部分,借由通信网络把5个系统有机综合到一起,以此为基础,集成系统及其总体结构、管理及其各项服务,促使最优化的一个系统组合得以形成,让建筑物自身可以拥有着安全便捷及高效节能各方面优势。但这种智能楼宇总体运行应用过程,往往会涉及一定的能耗问题,需要进行重点关注,积极落实能耗管理相关工作。近几年伴随物联网科学技术持续高效发展及广泛应用,人们逐渐发现功耗、成本、距离等一系列问题已经逐渐成为限制其今后发展的一方面问题。低功耗广域物联网技术出现之后,上述问题便迎刃而解,且将其投入至智能楼宇当中,将能耗管理综合系统有效构建并应用起来,可满足于智能楼宇高效管理能耗方面的实际需求。鉴于此,本文主要探讨智能楼宇的能耗管理综合系统当中低功耗广域物联网的科学应用,可供业内相关人士参考。

关键词： 语音控制   半导体Peltier芯片制冷技术   超声波测距   测温测光   REID读卡  

摘要： 本文介绍了一种基于“龙芯”1号MCU主控板和传感器技术的小型室内零食储存柜设计方案。该设计方案具有多种功能,包括语音交互、屏幕显示、多通道物品分类等。为了提高稳定性和安全性,我们采用了半导体Pe测技术,并在控制系统中使用了多种保护机制。电路部件均在PCB板上布置,外置传感器,电机,风扇,制冷芯片等通过走线的方式与主控板连接,使得整个制造过程更加规范和高效。且使用自制的PCB板和代码,使得整个硬件成本相对较低,并且方便后期的维护和升级。

关键词： 低功耗   高容量   通信系统   软件定义无线电(SDR)   正交频分复用(OFDM)  

摘要： 研究了具有低功耗和高容量的通信系统的设计与实现,提出了一种基于软件定义无线电(Software Defination Radi,SDR)技术和正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)的通信系统方案。介绍了通信系统的功能模块和关键技术,在现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)平台上实现了通信系统,并进行了实验和仿真,验证系统的性能指标。实验结果表明,提出的通信系统在2.4 GHz的工作频率下,可以达到250 kb/s的数据速率、10 m的传输距离、10 mW的功耗以及1000个用户的容量。与现有技术相比,提出的通信系统具有低功耗、高容量、高灵活性、高兼容性等优点。