关键词： 卡尔曼滤波   低功耗   通信设备   运行   异常检测  

摘要： 利用卡尔曼滤波能够对低功耗通信设备系统运行异常状态进行检测分析,但是在实际应用中会存在一定的问题,例如噪声系数难以同步跟随滤波器系统运行情况的变化而动态变化,进而导致无法体现出通信设备运行环境的真实性与多变性的特点,会在一定程度上降低通信设备运行异常检测结果的精准性.本文提出一种基于改进调整后的卡尔曼滤波系统,并对单节点系统运行异常状态以及多节点系统运行异常状态进行检测模拟分析,通过检测分析能够发现,改进后的卡尔曼滤波系统能够降低运行异常检测的复杂性,能够实现对通信设备运行期间的全面检测,具有显著的优势作用.

关键词： 集成电路设计   带隙基准   晶态相变电阻   低功耗   低温漂  

摘要： 阐述一种基于晶态相变电阻补偿的带隙基准电压源设计,该设计使用Verilog-A建立晶态相变电阻模型,利用其负温度系数特性作为补偿降低基准电压的温漂系数,并加入PSRR提升电路,优化了基准电路的电源抑制比。设计采用SMIC 40nm CMOS工艺模型仿真,结果表明,当电源电压在2.5~5V范围内变化时,基准电压变化仅为65.5μV;工作电压为3.3V,温度范围为-40~85℃时,基准电压的温度系数为4.93ppm/℃;在温度为27℃时,工作电流为9.4μA;低频下电源抑制比为-97dB。

关键词： 虹膜识别   低功耗   矿用   手持式   嵌入式   ARM  

摘要： 在总结了矿用虹膜识别系统设计原则的基础上,基于矿井安全开机与身份识别的实际需要,介绍了一种手持式低功耗虹膜识别系统。在虹膜识别系统中,各芯片需要多路不同电压等级电源,所以设计了与系统匹配的电源系统。由于摄像头、红外补光灯和显示屏等耗电高,系统电源均设计成可控电源,待机时随微控制器进入低功耗模式下关闭。软件上采用基于按键唤醒机制的STOP低功耗模式,使得待机状态下系统功耗最小。设计样机待机电流28μA,可正常使用48 h以上。研究成果可以用于实现特定人员安全开启井下设备,避免其他人员非法误操作开机。

关键词： DPDK   数据流传输   相控阵雷达   多线程  

摘要： 地面相控阵雷达相比于传统雷达在部署方式和功能上具有优势,有较好的应用前景.目前,采用硬件传输地面相控阵雷达数据流缺乏灵活性,而采用传统的基于Linux网络协议栈的传输方法具有性能瓶颈.针对上述问题,本文基于DPDK(Data Plane Development Kit,数据面开发套件)提出了一个面向地面相控阵雷达数据流的高性能传输机制.首先,针对CPU单核频率较低的问题设计了一种基于多核CPU的多线程方法.其次,设计了帧池、帧索引池和进程间通信协议,实现了数据的重组和消费.再次,融合了Mbuf和Mempool数据结构实现了高速网络报文的缓冲.最后,基于实际的硬件平台开展了实验,实验结果表明,本文提出的传输机制能够在低丢包数前提下实现单机不少于8通道的地面相控阵雷达数据流传输,数据传输效率相比于传统的Asio网络库在网络流量和数据包捕获率指标方面有一定的提高.

关键词： 微电子机械系统(MEMS)   气体传感器   微热板芯片   有限元仿真   低功耗  

摘要： 基于微电子机械系统(MEMS)技术的气体传感器具有灵敏度高、尺寸小、响应速度快、功耗低等优点,成为下一代半导体气体传感器的重要发展方向,其中敏感氧化物材料的温度均匀性对其探测灵敏度、选择性和可靠性均有重要影响。聚焦MEMS气体传感器中的核心微热板芯片的设计,通过热学分析和物理场有限元仿真,设计了一种等温热区占比90%的微热板芯片,有效解决了MEMS气体传感器中微小芯片内大面积均匀加热问题。在此理论基础上,设计了两款微热板芯片结构并进行了表征。实际测试结果显示温度-功耗曲线与仿真结果一致,在372℃工作温度下,方形薄膜结构的微热板芯片单位面积功耗仅为2.8×10^(-4)mW/μm^(2),但圆形薄膜结构的微热板芯片温度分布更均匀,两种设计的工作温度均可以达到370℃以上。受限于低温成膜工艺,该微热板芯片薄膜的最大应力仅为1500 MPa左右,这为后续优化设计提升工作温度和降低功耗提供了一定参考。

关键词： 偏高免疫网络   低功耗   节点调度   目标函数   最优抗体   冗余节点  

摘要： 提升网络的寿命,保证网络的均衡负载性能,需完成网络中低功耗节点的合理调度,因此,研究基于偏高免疫网络的低功耗节点调度方法。以网络的覆盖率和最低功耗为目标,构建网络低功耗节点调度目标函数,采用圆周法判断冗余节点实行判断并生成初始免疫种群,以此改进免疫算法,利用上述算法求解网络低功耗节点调度目标函数,获取节点调度最优抗体,即得出节点调度最优可行解;为保证节点调度的最佳效果,采用蝙蝠算法改进节点调度最优可行解,获取节点调度的优化结果。仿真测试结果得出:该方法具备界节点调度能力,能够结合感知范围自动调节存活节点数量,调度后能够保证网络的负载均衡性能,负载均衡结果均在0.022~0.035之间;可靠性结果均在0.92以上,并且在最低功耗下完成网路通信。

关键词： 有序点云   点云分块   三角化   多线程   图形处理器并行运算   表面重建   模型平滑  

摘要： 利用GPU并行特点,将点云数据分块并行处理,实施多线程并行重建。从有序点云的数据关系入手,设计点云处理平滑在内的数据处理方法。利用GPU对分块数据快速三角化曲面重建,使用拉普拉斯算法对重建后的曲面进行平滑处理。通过对5组不同的海量数据进行重构模型实验,与传统的单纯使用CPU重构方式相比,GPU方式将模型重构速率提升了数十倍至上百倍,模型重建速度得到了大幅度的提升,可有效适用于高精度器件装检预判,提高装配质量。

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： RIS   CMOS开关   单比特   双极化   低功耗  

摘要： 呈现了一种基于CMOS开关的单比特双极化可重构智能超表面系统。该超表面单元只需两个CMOS开关器件即可实现双极化的控制;超表面单元采用总分总的控制结构,在保证极化隔离度的情况下实现双极化同控;通过引入双层拉远交直流隔离技术,有效地解决了交直流之间的串扰问题,配合一体分离的控制方案,可以将偏压控制点放置在辐射单元的任意位置;通过在单元周围加载基片集成腔体以及在腔体中加载短路抑制柱的方式有效抑制了表面波,极大地提升了扫描角度。仿真结果表明,超表面单元的相位差在26~28 GHz的范围内都能保持180±35度的相差,开和关状态的平均插损在1 d B以内;暗室测试结果表明超表面系统在±60°的扫描范围内均工作良好,波束形态清晰,旁瓣低于15 d B;外场测试结果显示该系统能够提升盲区增益25 d B以上,使系统流量达到满流。