多數(shù)決定邏輯非門的低功耗全加器設(shè)計(jì)

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(duì)低功耗設(shè)計(jì)的意義,并進(jìn)一步將這一低功耗設(shè)計(jì)思想應(yīng)用于基于三值時(shí)鐘的三值雙邊沿觸發(fā)器的設(shè)計(jì)中,對(duì)其進(jìn)行了簡化設(shè)計(jì)和模擬,指出簡化設(shè)計(jì)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(diǎn),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(shí)現(xiàn)方案,詳細(xì)介紹了該方案的硬件電路和軟件流程,重點(diǎn)分析了設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題。

分析rfid門禁機(jī)的應(yīng)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(shè)計(jì),對(duì)門禁機(jī)的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行具體構(gòu)思與完善.其設(shè)計(jì)方法在其他電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中具有推廣應(yīng)用價(jià)值.

針對(duì)磁阻車輛檢測器的功耗進(jìn)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(biāo)緩沖器(btb)每個(gè)取指周期都要進(jìn)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(duì)性能影響極小的btb跳躍訪問算法.在btb中存儲(chǔ)分支指令到運(yùn)行路徑中下一條分支指令的距離,btb命中后,根據(jù)相應(yīng)的分支距離來關(guān)閉當(dāng)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(dòng)態(tài)功耗.該算法在嵌入式處理器中實(shí)現(xiàn)時(shí)只控制預(yù)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(jìn)行模擬和綜合后的結(jié)果表明,在128分支項(xiàng)的btb中,采用文中算法可以降低72%的動(dòng)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(shí)鐘技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了能量回收時(shí)鐘發(fā)生器和觸發(fā)器的新型設(shè)計(jì)方案。該方案在smic0.35μmcmos標(biāo)準(zhǔn)工藝下,利用spectre軟件進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明,采用能量回收技術(shù)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(shí)鐘技術(shù)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(duì)現(xiàn)有安防結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)做了一部分改善,彌補(bǔ)了現(xiàn)行防盜系統(tǒng)的缺點(diǎn),通過電話網(wǎng)絡(luò)的介入,便于提高系統(tǒng)的可靠性。

針對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)路由器功耗問題,在系統(tǒng)級(jí)層次上對(duì)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(guān)鍵因素進(jìn)行了研究。提出了綜合多種功耗關(guān)鍵因素以及虛擬通道共享交叉開關(guān)輸入端口的功耗降低方法,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種低能耗的noc路由器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與alpha21364路由器和ibminfiniband路由器相比,所設(shè)計(jì)的路由器具有較低的功耗。

低功耗CPU卡智能水表設(shè)計(jì)

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

闡述pic單片機(jī)的振蕩電路設(shè)計(jì)、休眠省電應(yīng)用和軟件設(shè)計(jì)等原理實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品低功耗設(shè)計(jì),并應(yīng)用其原理設(shè)計(jì)電話遠(yuǎn)程控制器。介紹了電話遠(yuǎn)程控制器的工作原理、應(yīng)用電路和軟件設(shè)計(jì),給出測試方法及結(jié)果。

為了加強(qiáng)數(shù)據(jù)的安全性且方便用戶進(jìn)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(jī)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(diǎn),采用一次一密的動(dòng)態(tài)加密方式,較好地保護(hù)了卡內(nèi)數(shù)據(jù)的安全性,同時(shí)對(duì)于用戶惡意補(bǔ)卡現(xiàn)象也做了相應(yīng)防備措施.

為了使閥門控制器不僅能實(shí)現(xiàn)高精度定位控制,還能對(duì)流量、壓力等過程控制量實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制,針對(duì)石油、化工、生物制藥等工控領(lǐng)域嚴(yán)格的防火防爆要求,設(shè)計(jì)開發(fā)了一種基于msp430f單片機(jī)的低功耗二線制智能閥門控制器。首先詳細(xì)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(yàn)結(jié)果分析表明,該智能閥門控制器功耗低、精度高、動(dòng)態(tài)性能好,能滿足一些特殊工控領(lǐng)域的要求。

通過對(duì)各類多值觸發(fā)器的研究,提出了一種反饋保持型時(shí)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(shè)計(jì)方案。該方案利用反饋保持避免電路因輸入信號(hào)瞬間毛刺引起的錯(cuò)誤翻轉(zhuǎn),利用時(shí)鐘信號(hào)雙邊沿跳變敏感抑制冗余跳變,利用時(shí)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(shí)鐘信號(hào)的頻率減半,從而降低整個(gè)電路的系統(tǒng)功耗。通過pspcie模擬,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)方面簡要的介紹了智能感溫火災(zāi)探測器的低功耗設(shè)計(jì)。

提出了一款適合在低電壓、大容量sram中應(yīng)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(duì)隔離管,有效消除了大量位線寄生電容所帶來的負(fù)面影響,從而極大提高了靈敏放大器的速度。同時(shí),通過對(duì)時(shí)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(jìn)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(xiàn)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(jì)算系統(tǒng)中都是非常重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)?；谏疃攘魉幚砥髦兴褂玫膭?dòng)態(tài)分支預(yù)測器的微結(jié)構(gòu)特點(diǎn),提出了一種利用分頁技術(shù)來有效的降低gshare分支預(yù)測器的功耗的設(shè)計(jì)方法,詳細(xì)分析了分支預(yù)測器的大小、分頁數(shù)以及功耗、面積之間的內(nèi)在關(guān)系。

為滿足現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用要求,克服傳統(tǒng)壓力變送器存在的問題,設(shè)計(jì)了基于msp430單片機(jī)和zigbee無線技術(shù)的壓力變送器。采用模塊化硬件設(shè)計(jì),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(shí)采用傳感器"間歇供電"方式和芯片低功耗編程技術(shù),降低了變送器的功耗。試驗(yàn)表明,該壓力變送器的各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求,具有高速率、高精度、抗干擾性強(qiáng)和無線傳輸?shù)忍匦浴?/p>

設(shè)計(jì)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(shù)實(shí)現(xiàn)無線發(fā)射和無線接收,由microchip公司的納瓦級(jí)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(shí)現(xiàn)了低功耗的設(shè)計(jì),滿足了市場對(duì)門鎖安全性的需求。

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(guān)系,提出了低功耗lna基于"優(yōu)化區(qū)"概念的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。提出的電路具有結(jié)構(gòu)簡單對(duì)稱的特點(diǎn)。在0.35μmcmos工藝下進(jìn)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(diǎn)。

本文提出了一個(gè)完整的基于串口的智能讀卡器子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案并將其實(shí)現(xiàn)。讀卡器的設(shè)計(jì)突出了小型化的要求,全部器件使用貼片封裝。為了減小讀卡器的體積,設(shè)計(jì)中還使用了串口竊電的技術(shù),使用串口信號(hào)線直接給讀卡器供電。為此,讀卡器使用了省電的設(shè)計(jì),采用了省電的集成電路,并大膽簡化了許多傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)電路。

基于公共交換電話網(wǎng)絡(luò)線路,采用低功耗微處理器atmega128l和高性能低功耗調(diào)制解調(diào)芯片cmx869,設(shè)計(jì)了一種手持式低功耗調(diào)制解調(diào)器。簡要介紹了設(shè)計(jì)目標(biāo)、功能組成以及主要器件的性能特征,從硬件和軟件兩方面詳細(xì)論述了低成本低功耗調(diào)制解調(diào)器的的設(shè)計(jì)方案,給出了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及軟件流程圖,并指出了手持式低功耗調(diào)制解調(diào)器在遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中廣泛的應(yīng)用前景和價(jià)值。