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： 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。

关键词： 超声波   风速检测   低采样   低成本   低功耗   STM32  

摘要： 为实现风速传感器的高精度、低成本、低功耗等特性,基于超声时差原理提出一种低采样率的超声波双向风速检测方法。以STM32为核心,外围器件少,成本低,通过低速率采样方式实现了超声波信号波峰幅值及过零点时间采集,采用可变阈值算法完成超声波飞行时间的快速计算,基于电源管理及休眠技术实现整机低功耗。同时介绍了硬件电路设计,并通过高精度音速喷嘴装置检验了原型机性能,在23 m/s风速范围内,精度可达到0.15 m/s,相对不确定度约为0.3%。

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： 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： 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： 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： 硬件加速   量化感知训练   MobileNet   并行计算   流水线结构  

摘要： 近年来,卷积神经网络由于其出色的性能被广泛应用在各个领域,如图像识别、语音识别与翻译和自动驾驶等;但是传统卷积神经网络(CNN,convolutional neural network)存在参数多,计算量大,部署在CPU与GPU上推理速度慢、功耗大的问题;针对上述问题,采用量化感知训练(QAT,quantization aware training)的方式在保证图像分类准确率的前提下,将网络参数总量压缩为原网络的1/4;将网络权重全部部署在FPGA的片内资源上,克服了片外存储带宽的限制,减少了访问片外存储资源带来的功耗;在MobileNetV2网络的层内以及相邻的点卷积层之间提出一种协同配合的流水线结构,极大地提高了网络的实时性;提出一种存储器与数据读取的优化策略,根据并行度调整数据的存储排列方式及读取顺序,进一步节约了片内BRAM资源。最终在Xilinx的Virtex-7 VC707开发板上实现了一套性能优、功耗小的轻量级卷积神经网络MobileNetV2识别系统,200 MHz时钟下达到了170.06 GOP/s的吞吐量,功耗仅为6.13 W,能耗比达到了27.74 GOP/s/W,是CPU的92倍,GPU的25倍,性能较其他实现有明显的优势。