关键词： 直流转直流(DC-DC)   固定斜率   软启动   片内集成   低功耗  

摘要： 针对传统固定时间软启动面对不同输出电压启动时电源电压电流变化较大的问题，提出了一种应用于Buck型转换器可片内集成的固定斜率软启动方法，主要机理是通过反馈系数采样与固定斜率基准电压有机结合，通过将软启动充电电流等效为脉冲电流，以片内集成的小电容实现了缓慢上升的基准电压，对于设定的不同输出电压都能够按照固定的斜率启动；通过毛刺消除技术解决了脉冲周期引起的充电电流尖峰，提升了软启动时间的精确控制；软启动方法通过将电容分压网络代替传统电阻分压网络消除了产生的直流功耗，软启动完成时平滑地过渡到稳态工作阶段，软启动模块自动关闭，降低了系统静态功耗．基于0.18μm高压BCD工艺对提出的方法进行了具体电路设计与后仿真验证，结果表明：在芯片输出范围0.9～4 V内输出电压都基本保持5 V/ms的固定斜率启动，斜率控制精度可达98%．软启动电路有效地消除了满载3 A与空载0 A的状态下启动时产生的浪涌电流，整体浪涌电流减小了44%，输出电压能平稳上升并平滑过度到稳态工作阶段．

关键词： 低功耗设计   亚阈值区   交织采样技术   分时选通策略   非对称循环折叠共源共栅放大器  

摘要： 针对高性能红外面阵读出电路功耗过高的问题，提出了一种定制化低功耗电路设计。该方案采用交织采样技术和列级缓冲器分时选通策略，克服了其时间利用率低和闲时功耗过高等缺点。在电路设计中，将像素阵列中的电容反馈跨阻放大器型运放输入对管偏置在亚阈值区，以小电流换取高性能；并基于输出缓冲器单端输出的应用场景，提出了一种新型的高电流效率非对称循环折叠共源共栅运算放大器结构，极大减少了功耗和面积，与传统的折叠共源共栅结构相比，在相近的性能指标下，功耗降低了62.5%。此外，基于SMIC 0.13μm 1P8M数模混合集成电路工艺设计了一款1280×1024规模的面阵读出电路。仿真结果显示在120 Hz高帧频下，读出电路整体功耗为190 mW,8通道并行数据传输速率为2×107 pixel/s，整体线性度在99.3%以上。

关键词： 含沙量检测   超低功耗   LoRa   径流  

摘要： 【目的】我国水土流失现象严重，通过对水土流失状况进行有效、可靠的检测，为研究人员提供可靠的数据依据，助力水土流失和水土保持效益定量评价，更好地掌握水土流失情况和治理效果。【方法】基于物联网架构，设计了一套基于远距离无线电(long range radio, LoRa)组网的坡面土壤侵蚀动态检测系统，该系统采用LoRa Standby-CAD工作策略实现超低功耗。【结果】与传统技术相比，本研究设计的径流含沙量检测系统可降低40%电耗，待机时长可提高8.5倍；基于ECharts框架和华为云平台设计可视化大屏，实现检测数据可视化。实地测试结果表明，与传统比重法相比，本系统检测数据相对误差均值为3.08%。【结论】本研究设计的径流含沙量检测系统能持续地实时检测野外坡面径流小区径流含沙量及降水量，相比传统物联网技术方案，该系统功耗低、测试精度高、数据可视化、投产建设及维护成本低，可为相关生产、研究工作提供真实有效的实测数据及解决方案。

关键词： 性能基准   龙芯2K1000   运算性能   存储性能  

摘要： 性能基准测试是评价处理器实际运行性能表现、指导器件选型的重要方法。文章对比分析了航空嵌入式领域微处理器的性能基准测试方法，研究了通用基准测试集在航空应用环境下的移植适配问题；通过移植适配Drystone、Whetstone以及CoreMark基准测试集评估了龙芯2K1000处理器的运算性能基准，通过移植适配stream和CacheBench基准测试集评估了存储性能基准；最后，探讨了影响性能基准测试结果的因素，并针对编译器优化级别对基准测试结果的影响开展了实验。实验结果表明，测试方法可作为航空领域处理器选型依据，同时，测试结果可用于与其他处理器性能衡量对比，为产品选型提供依据。

关键词： 飞行时间   三抽头   低功耗   抗干扰  

摘要： 提出了一种新型的三抽头飞行时间（ToF）解调方案，可以在不损失测距精度的前提下，有效降低用于深度计算的多个相位数据的采集、传输和计算功耗。同时引入三抽头轮转开启策略，可以显著改善由CMOS工艺原因导致的各抽头增益不一致、距离标定效率较低等。此外，还提出了一种簇间伪随机编码设计，有效解决了多个ToF相机在同一场景工作时互相干扰的问题。所提组合策略对于ToF三维感知成像技术的低功耗小型化具备一定的现实意义。

关键词： 反相器   全差分放大器   相关电平位移   流水线ADC  

摘要： 提出了一种基于反相器的低功耗全差分运算放大器，通过引入正反馈提高放大器的增益和速度。利用设计的全差分运算放大器和相关电平位移技术，基于180 nm CMOS工艺设计了一款低功耗10 bit 40 MS/s流水线模数转换器（Analog-to-Digital Converter, ADC）。后仿真结果表明，在1.8 V电源电压下，ADC功耗为5.45 mW；当输入信号的频率为1.997 07 MHz时，ADC的无杂散动态范围（Spurious-Free Dynamic Range, SFDR）为73.2 dB，信号噪声失真比（Signal to Noise and Distortion Ratio, SNDR）为60.8 dB，有效位数（Effective Number Of Bits, ENOB）为9.8位，最大微分非线性（Differential Nonlinearity, DNL）为+0.38 LSB，最大积分非线性（Integral Nonlinearity, INL）为-0.48 LSB。

关键词： 声音识别技术   低功耗   多通道   数据采集终端  

摘要： 探讨声音识别技术在低功耗多通道数据采集终端中的应用，提出一种优化的多通道声音信号处理方案，旨在提高系统在复杂环境下的声源识别精度，同时降低功耗并加快响应速度。实验结果表明，声音识别技术在各项性能指标上均优于传统单通道电声传感技术，在各种噪声环境下展现出更强的适应性与稳定性，为低功耗智能终端的设计提供有效的技术支持。

关键词： 低功耗   复合支撑   摇摆试验台   水声设备  

摘要： 为检验水声设备在海洋环境中的结构强度和对海洋环境的适应性，提出一种利用系统固有振型，实现垂荡、横摇及纵摇等动作的新型液压摇摆试验台。通过调节复合支撑中与柱塞缸连接的蓄能器气体容积，改变试验台垂荡和摇摆固有频率，满足不同试验对摇摆周期的要求。试验台往复运行中，复合支撑的蓄能器吸收和释放能量，外部只需提供因摩擦力造成的功率损失，可大大降低设备能耗。建立摇摆试验台数学模型，并使用SimulationX软件对模型进行仿真计算分析。结果显示，新型液压摇摆试验台能耗仅为普通试验台的10%左右。

关键词： 相变材料   光开关   混合集成   周期性结构  

摘要： 本文提出了一种硅基波导与相变材料混合集成的周期性光子晶体新结构，用以构建光开关器件。该器件创新性地在硅波导中嵌入一维光子晶体结构，并在其纳米级圆孔中填充锗锑硒碲（Ge-Sb-Se-Te, GSST）相变材料。通过调控GSST材料的晶态，可实现对双模式光传输的动态调控。理论分析表明，硅波导与相变材料的协同作用可显著提升硅基光电子器件的响应速度，并降低其功耗。采用三维时域有限差分法（Finite-Difference-Time-Domain,FDTD）对器件的光电特性进行了系统性仿真优化，结果表明：当GSST处于晶态时，在TE和TM模式下的归一化输出功率分别为0.001 632和0.000 820，插入损耗分别为-27.87 dB和-30.86 dB；而在非晶态下，两种偏振模式下的插入损耗均可忽略不计。这种基于光子晶体-相变材料复合结构的可重构光开关，为下一代低功耗、高速光互连系统提供了新的器件解决方案。

关键词： 物联网   低功耗通信协议软件   软件系统设计  

摘要： 物联网技术是一项集信息共享与高效稳定性于一体的科技成果，在现代社会中快速发展，并被众多领域所采纳，促进了各行业的科学和高效发展。文章详细探讨了一种基于物联网的低能耗通信协议软件系统，其目标是应对物联网设备的能源消耗过高和使用寿命缩短的问题。通过改进网络的信息包装和传输方式并采用节约能源的方法，可以实现高效且稳定的物联网通信。使用了自适应的速度调整以及确认重传的方法来优化数据的封装和传输，从而增强了其传输的稳定性，同时运用了休眠模式以及动态的能源消耗管理，有效地减少了设备的能源消耗。