ISBN: (纸本)9787111728146

摘要： 本书共19章，主要讲了四点：一是分析Linux内核的实现机制和方法，希望能给初次涉足低功耗领域的软件开发人员一些帮助，这一内容分布在各章中；二是学习优秀的设计思想，从而以其为参考将我们自己对应的机制应用到其他操作系统中，这一内容同样分布在各章中；三是对低功耗领域涉及的一些扩展知识点做了补充说明，主要在第18章中体现；四是针对低功耗问题定位和优化手段做了一些简单的说明，这一内容在第19章中阐述。这一部分与各芯片厂商强相关，因此这里只能介绍一些通用的优化手段。

关键词： 虚拟制作   多线程制片   数字资产   虚拟可视化预演  

摘要： 2007年英国著名艺术指导亚历克斯·麦克道尔提出了“混合电影生产”概念。随着虚拟现实、数字仿真、高精度运动追踪等技术的发展,全球电影领域正通过一部部影片验证、升级、完善这一理念。《流浪地球2》尝试与践行了以数字资产和虚拟可视化预演为核心的电影多线程制片体系。它不仅可以解决传统电影创作流程不可逆、执行不精准的难题,更可以为下一代的电影虚拟制作提供全新的创作理念,进而深刻地影响电影创作的全流程。

关键词： 主动防御   编译器   多变体执行  

摘要： 多变体执行(multi-variant execution, MVX)是目前最流行的主动防御技术之一。理想情况下,当未受到攻击时,多变体执行架构提供正常的程序功能。但不幸的是,当多线程程序在多变体执行架构下运行时,由于各个程序变体中共享资源操作的线程执行顺序不一致,不同变体将会产生状态不一致,从而产生攻击误报,该问题导致了多线程程序难以以多变体执行方式运行。基于多变体执行环境,提出了一种编译支持的多线程程序对共享资源操作的同步编译模型,该模型以共享资源操作为同步点,分析确定多线程程序中对共享资源的操作时机和操作方式,保证各程序变体在运行时多线程对共享资源操作的一致性,从而消除了由此而引起的攻击误报。以LLVM 12.0编译框架为基础,设计实现了基于该同步编译模型的原型系统,并对该原型系统进行了仿真实验测试。实验结果显示,经过原型系统处理的多线程程序在多变体执行架构中的误报率显著降低,表明该同步编译模型作为一种通用性的方法,可有效消除多线程程序在多变体执行架构下运行时的攻击误报,提高了多变体执行的可用性。

关键词： 机器人操作系统   强化学习   DAG任务   优先级分配   蒙特卡洛树搜索  

摘要： 随着机器人操作系统(robot operating system, ROS)的日益普及,系统也变得更加复杂,这类系统的计算平台正逐渐转变为多核心平台.在ROS中,任务执行的顺序取决于底层任务调度策略和分配给任务的优先级,而最大限度地缩短所有任务的执行时间是并行系统任务调度的一个重要目标.受强化学习在解决各种组合优化问题的最新研究成果的启发,在考虑ROS2多线程执行器的调度机制和执行约束的前提下,提出了一种基于强化学习的任务优先级分配方法,该方法提取了基于有向无环图形式表示的任务集的时间和结构特征,通过策略梯度和蒙特卡洛树搜索(Monte Carlo tree search, MCTS)方法有效地学习ROS2调度策略并给出合理的优先级设置方案,最终达到最小化并行任务的最大完工时间的目的.通过模拟平台环境下随机生成的任务图以评估所提方法,结果表明所提方法明显优于基准方法.作为一种离线分析方法,所提方法可以很容易地扩展到复杂的ROS中,在可接受的时间内找到接近最优的解决方案.

关键词： 危岩崩塌   自然灾害   低功耗   倾角传感器   拉线传感器   NB-IOT  

摘要： 危岩崩塌是一种常见的自然地质灾害,是指陡峭的斜(边)坡上的岩土体,受内外力地质作用、人为地质作用影响而脱离母体,产生以突然垂直下落运动为主的表面物理地质现象与过程。通常隐患的危险区域比较隐蔽,破坏影响严重、突发性等特点。危岩崩塌主要发生在山区,灾害发生时会对附近城镇居民的财产以及生命安全构成严重威胁。本文就是针对危岩崩塌区域进行监测预警而专门设计的一种装置系统,该装置系统通过专业低功耗传感器设备针对该危险区域进行加速度、倾角、拉线数据的实时监测,把监测到的数据通过NB-IOT网络传输到远程管理监控平台,通过大数据模型分析,实现远程监控和预警,以达到最快预警、减小灾害损失的效果。

关键词： SAR ADC   低功耗   电容阵列   自校零比较器  

摘要： 设计了一种低功耗的16 bit 1 MSa/s逐次逼近型(SAR)模数转换器(ADC)。低功耗设计来源于电容阵列,其由3段子电容阵列构成,之间的桥接电容通过冗余电容和权重电容整数化。在电容阵列的切换过程中,通过将电容分裂来引入额外的参考电压。通过对量化噪声和热噪声的计算,可以精确地得出所需的电容数量为225个单位,相比于传统的电容阵列形式,可以节省99.93%的面积和99.5%的功耗。电路中使用一个2级预放大,并添加了具有自校零功能的动态锁存比较器,确保了高精度分辨率。在UMC 55 nm工艺下仿真,对512点的FFT仿真结果显示,ADC的整体信噪比(SNR)能够达到85.98 dB,有效位数(ENOB)能够达到13.8841 bit,在电源电压为2.5 V的情况下,平均功耗为5.05 mW。

关键词： LoRa   低功耗   种猪体温测量   LP5100芯片   云平台监测  

摘要： 针对养猪场中传统人工测量种猪体温数据方式成本高、灵活性差、时效性低、工作量大等问题,设计了基于LoRa的低功耗种猪体温测量及监测系统。详细介绍了监测节点、数据通信方案和云平台网页端的软硬件设计。监测节点选用国产LP5100低功耗芯片为主控处理器,通过SPI通信方式获取ADT7320温度传感器采集的种猪体温数据并由集成的LoRa模块发送至网关。LoRa网关采用TCP/IP通信协议将汇总的体温数据存储在云端服务器并应用MySQL数据库进行数据管理。通过设计网页端作为云平台进行数据监测,利用Highchart库进行数据可视化分析并显示每头种猪的体温变化曲线。为了尽可能地降低系统功耗,设计了一套工作流程算法,该算法可以合理安排各个模块的工作顺序和时间。在某养猪场进行系统组装和应用,经过长期测试表明,该系统能够准确测量种猪一天内体温的变化及趋势,休眠时平均电流为55.92μA,稳定通信距离可达150 m,满足长期远程精准监测种猪体温的要求。

关键词： GaN   栅极驱动器   高侧供电电路   电压转换速率   电平位移电路  

摘要： 高侧供电电路对GaN驱动芯片的可靠性和功耗有非常重要的影响。设计并实现了一种低功耗高可靠的高侧供电电路。考虑到GaN器件的低栅源击穿电压及其反向导通特性,通过自举钳位稳压设计将低压差线性稳压器(LDO)直接搭建在高侧通路以实现对GaN器件栅源电压的保护,此外通过设计抗高侧地HS负压的电平位移电路以实现在高频、高噪声条件下GaN驱动芯片能够正常工作。该高侧供电电路基于0.18μm BCD工艺设计并流片,测试结果表明,集成该高侧供电电路的GaN驱动芯片的高侧输出端能够在最大90 V/ns的电压转换速率或最小25 ns脉宽的输入脉冲下输出最大压差5 V的方波信号,具有良好的性能。

关键词： 可编程器件   演播室   监视器   莱迪思   HDR   电子科技   直方图   低功耗  

摘要： 低功耗可编程器件的领先供应商莱迪思半导体公司宣布,奥视威电子科技股份有限公司(SWIT)选择莱迪思FPGA为其最新的演播室监视器提供互连、视频和成像功能。SWIT演播室监视器集成了莱迪思FPGA的低功耗、高性能和灵活的视频互连功能,拥有超高亮HDR、阳光直射可监看、快速放大和平移、直方图以及丰富的接口等特性,为演播监控提供独特优势。