多數(shù)決定邏輯非門的低功耗全加器設計

該文介紹了數(shù)字電路中冗余模塊的概念及去除冗余模塊對低功耗設計的意義,并進一步將這一低功耗設計思想應用于基于三值時鐘的三值雙邊沿觸發(fā)器的設計中,對其進行了簡化設計和模擬,指出簡化設計后的觸發(fā)器比原觸發(fā)器結(jié)構(gòu)簡單,且模擬結(jié)果表明其邏輯功能正確且能有效地降低功耗。

介紹了atmel公司的t5557智能ic卡的特點,提出了一種以cypress公司cy21534控制器為核心的低功耗智能ic卡讀卡器實現(xiàn)方案,詳細介紹了該方案的硬件電路和軟件流程,重點分析了設計中的關鍵問題。

分析rfid門禁機的應用現(xiàn)狀,研究探討它在使用過程中工作不穩(wěn)定的原因.通過軟硬件低功耗設計,對門禁機的設計過程進行具體構(gòu)思與完善.其設計方法在其他電子產(chǎn)品的設計中具有推廣應用價值.

針對磁阻車輛檢測器的功耗進行分析,采用優(yōu)化休眠降耗法、降頻降耗法兩種低功耗方案,有效降低了檢測器功率。

傳統(tǒng)的分支目標緩沖器(btb)每個取指周期都要進行訪問,由于程序中的分支指令只占總指令數(shù)的20%左右,使得大約80%的btb訪問都是無效的.為此,利用程序控制流中分支指令間距固定的特性,提出一種對性能影響極小的btb跳躍訪問算法.在btb中存儲分支指令到運行路徑中下一條分支指令的距離,btb命中后,根據(jù)相應的分支距離來關閉當前分支指令與下一條分支指令之間的btb訪問,以有效地提高訪問效率并降低動態(tài)功耗.該算法在嵌入式處理器中實現(xiàn)時只控制預測跳轉(zhuǎn)分支指令的btb跳躍訪問,減少了硬件資源的開銷.在硬件模型上進行模擬和綜合后的結(jié)果表明,在128分支項的btb中,采用文中算法可以降低72%的動態(tài)功耗,而性能損失僅為0.013%.

在深入研究能量回收和門控時鐘技術的基礎上,提出了能量回收時鐘發(fā)生器和觸發(fā)器的新型設計方案。該方案在smic0.35μmcmos標準工藝下,利用spectre軟件進行仿真。仿真結(jié)果表明,采用能量回收技術后,新型結(jié)構(gòu)的功耗比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)下降約42%;采用門控時鐘技術后,新型結(jié)構(gòu)的功耗比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)下降約65%。

本文這種智能安防系統(tǒng)針對現(xiàn)有安防結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)做了一部分改善,彌補了現(xiàn)行防盜系統(tǒng)的缺點,通過電話網(wǎng)絡的介入,便于提高系統(tǒng)的可靠性。

針對片上網(wǎng)絡路由器功耗問題,在系統(tǒng)級層次上對影響路由器功耗的虛通道數(shù)目、緩存深度和數(shù)據(jù)微片位數(shù)等關鍵因素進行了研究。提出了綜合多種功耗關鍵因素以及虛擬通道共享交叉開關輸入端口的功耗降低方法,設計實現(xiàn)了一種低能耗的noc路由器。實驗結(jié)果表明,與alpha21364路由器和ibminfiniband路由器相比,所設計的路由器具有較低的功耗。

低功耗CPU卡智能水表設計

研究了基于嵌入式dsp指紋鎖的低功耗的設計方法。針對脫機指紋鎖的特點,在硬件設計方面,考慮系統(tǒng)整體低功耗實現(xiàn)方法;在圖像傳感器上,對采集頭采取非典型節(jié)省功耗設計;在核心處理器和底層控制器上,軟硬件結(jié)合優(yōu)化設計。本文選擇性價比高、功耗低的元器件,并在軟件設計上作出優(yōu)化,降低了系統(tǒng)的整體功耗,實現(xiàn)脫機指紋鎖的低功耗特點。

闡述pic單片機的振蕩電路設計、休眠省電應用和軟件設計等原理實現(xiàn)產(chǎn)品低功耗設計,并應用其原理設計電話遠程控制器。介紹了電話遠程控制器的工作原理、應用電路和軟件設計,給出測試方法及結(jié)果。

為了加強數(shù)據(jù)的安全性且方便用戶進行刷卡操作,選擇在無磁水表中加入射頻讀卡器.讀卡器的硬件上采用msp430單片機與射頻讀寫芯片rc522相結(jié)合的方式,具有較低的功耗;軟件上根據(jù)mifare1s50射頻卡及多扇區(qū)多密碼的特點,采用一次一密的動態(tài)加密方式,較好地保護了卡內(nèi)數(shù)據(jù)的安全性,同時對于用戶惡意補卡現(xiàn)象也做了相應防備措施.

為了使閥門控制器不僅能實現(xiàn)高精度定位控制,還能對流量、壓力等過程控制量實現(xiàn)準確控制,針對石油、化工、生物制藥等工控領域嚴格的防火防爆要求,設計開發(fā)了一種基于msp430f單片機的低功耗二線制智能閥門控制器。首先詳細介紹了主要典型硬件電路,給出了定位控制、過程控制的控制方法,最后結(jié)合試驗結(jié)果分析表明,該智能閥門控制器功耗低、精度高、動態(tài)性能好,能滿足一些特殊工控領域的要求。

通過對各類多值觸發(fā)器的研究,提出了一種反饋保持型時鐘低擺幅三值雙邊沿低功耗新型觸發(fā)器(feedbackkeeperlow-swingclockternarylow-powerdouble-edge-triggeredflip-flop,fk-lsctlpdff)設計方案。該方案利用反饋保持避免電路因輸入信號瞬間毛刺引起的錯誤翻轉(zhuǎn),利用時鐘信號雙邊沿跳變敏感抑制冗余跳變,利用時鐘低擺幅降低三值觸發(fā)器功耗。該電路與三值單邊沿觸發(fā)器相比,在保持相同數(shù)據(jù)吞吐量的條件下,可使時鐘信號的頻率減半,從而降低整個電路的系統(tǒng)功耗。通過pspcie模擬,驗證了所設計電路具有正確邏輯功能,低功耗特性明顯。

本文從元器件選型、電路設計方面簡要的介紹了智能感溫火災探測器的低功耗設計。

提出了一款適合在低電壓、大容量sram中應用的高速低功耗電流型靈敏放大器。該電路在交叉耦合反相器之間添加了一對隔離管,有效消除了大量位線寄生電容所帶來的負面影響,從而極大提高了靈敏放大器的速度。同時,通過對時序控制電路的優(yōu)化,有效降低了放大器的功耗。采用smic0.13μm數(shù)字工藝在hspice下進行仿真,結(jié)果表明:在室溫,1.2v工作電壓下,靈敏放大器的放大延遲僅為0.344ns,功耗為102μw。相比文獻中提出的電流型靈敏放大器,速度分別提高了9.47%和31.2%,功耗則降低了64.8%與63%。

功耗與性能在高端嵌入式計算系統(tǒng)中都是非常重要的設計指標?；谏疃攘魉幚砥髦兴褂玫膭討B(tài)分支預測器的微結(jié)構(gòu)特點,提出了一種利用分頁技術來有效的降低gshare分支預測器的功耗的設計方法,詳細分析了分支預測器的大小、分頁數(shù)以及功耗、面積之間的內(nèi)在關系。

介紹了一種驅(qū)動電流可調(diào)節(jié)的低功耗收發(fā)器設計,為動態(tài)調(diào)節(jié)發(fā)送強度提供可能,減少由于驅(qū)動電流冗余帶來的功耗浪費,從新的角度提高數(shù)據(jù)通信的能量利用率。同時此設計應用了低電壓技術,有效降低收發(fā)器的能量消耗。結(jié)果表明,與lvds和slvs相比,在14m長的雙絞線上,4mbps的數(shù)據(jù)率下,在滿足誤碼率<10-10的情況下,其驅(qū)動電流分別少95.9%和92.9%,功耗顯著減小。

為滿足現(xiàn)代工業(yè)應用要求,克服傳統(tǒng)壓力變送器存在的問題,設計了基于msp430單片機和zigbee無線技術的壓力變送器。采用模塊化硬件設計,分別開發(fā)了a/d轉(zhuǎn)換、rs-485通信、無線通信等各種硬件模塊。同時采用傳感器"間歇供電"方式和芯片低功耗編程技術,降低了變送器的功耗。試驗表明,該壓力變送器的各項指標均滿足要求,具有高速率、高精度、抗干擾性強和無線傳輸?shù)忍匦浴?/p>

設計并研制了一款用于高檔住宅的無線掌紋門鎖控制器,采用無線編解碼技術實現(xiàn)無線發(fā)射和無線接收,由microchip公司的納瓦級別微處理器pic16f684作為系統(tǒng)控制器;4節(jié)干電池作為無線接收模塊的電源,可保證5000次以上鎖的正常開啟。該門鎖控制器實現(xiàn)了低功耗的設計,滿足了市場對門鎖安全性的需求。

為準確測量一氧化碳含量、且滿足超低功耗的需求,設計了模塊化的一氧化碳智能傳感器,其包括模擬信號采集、電源管理、模擬信號調(diào)理、單片機和溫度采集等單元.通過全天候溫度補償、通用命令集控制和電源管理,不僅提高了一氧化碳檢測精度和穩(wěn)定性,而且可滿足普通電池供電的一氧化碳監(jiān)測節(jié)點的低功耗需求.實驗表明:超低功耗智能傳感器具有較好的溫度補償功能和更低的功耗,在給定實驗條件下,0,℃時誤差最大為3.0%;采樣周期為30,s時的功耗為5.94,mw,采樣周期為150,s時的功耗為1.49,mw.

提出了基于多管并聯(lián)結(jié)構(gòu)的低功耗低噪聲放大器(lna),討論了這種結(jié)構(gòu)下噪聲與功耗的相互關系,提出了低功耗lna基于"優(yōu)化區(qū)"概念的設計準則。提出的電路具有結(jié)構(gòu)簡單對稱的特點。在0.35μmcmos工藝下進行pspice仿真測試。結(jié)果表明,新的低噪聲放大器在2.5v電壓下功耗僅為110μw,等效輸入噪聲為16.5nv/hz1/2。與已發(fā)表的低噪聲放大器比較,具有明顯的低功耗特點。