微处理器的低功耗芯片设计技术

随着半导体工艺的飞速发展和芯片工作频率的提高,功耗已经成为深亚微米集成电路设计中的一个重要考虑因素.本文介绍了低功耗微处理器的研究现状,讨论了几种常用的微处理器低功耗设计技术.最后,对今后低功耗微处理器设计的研究方向进行了展望.     

基于单片微处理器的应用系统的低功耗设计技术

本介绍了基于单片微处理器的应用系统的低功耗设计技术,从单片微处理器的选型,工作模式选择以及应用系统供电方式等方面殿开发探讨。     

正在崛起的低功耗微处理器技术

本详细讨论了X86及其兼容架构微处理器的低功耗设计技术，探讨了该技术和产品的现状和发展趋势，预见了低功耗微处理器的广泛应用前景。     

多核、多线程处理器的低功耗设计技术研究

随着微处理器设计技术和半导体制造工艺的进步，芯片的规模和复杂度急剧增大，超高的功耗密度对系统稳定性造成很大影响，功耗壁垒已经成为提升微处理器性能的最大障碍。本文介绍了低功耗设计的基本原理、研究内容、设计方法，分析了CMP和SMT体系结构的功耗需求和特性，讨论了不同的功耗优化策略在两种体系结构下的适用程度以及对性能造成的影响。针对多核、多线程体系结构，着重从系统级、结构级和电路级等不同抽象层次对典型的功耗优化技术做了讨论。最后，展望了未来微处理器低功耗设计技术的发展趋势。     

《单片机与嵌入式系统应用》2007年总目次

☆专题论述RFID系统中的PCB环型天线设计………………刘舒祺牟志刚(1.5)微处理器的低功耗芯片设计技术……………………周俊林正浩(1.8)单片机SPI通信中数据流的同步问题研究李忠桥游小杰郑琼林(1.11)………………………………………………………………………嵌入式多任务GUI的     

编译低功耗优化技术的研究

低功耗技术越来越受到下一代微处理器系统和编译研究工作者的重视。一向认为是硬件研究内容的低功耗技术,事实上,在微处理器发展的今天,又展现出了一种新的潜在的开发空间和研究内容,那就是通过软件技术降低系统的功耗。这一部分潜力空间是仅通过硬件技术无法涉足的,只有通过软件方法来解决,但这种软件低功耗技术又很难强加给应用程序编写者。文章结合笔者在编译时低功耗优化技术的研究工作,对目前该方向的研究方法、编译策略和实现技术进行了论述和探讨。     

基于CC1101的无线压力检测系统的设计

数据采集模块的设计以实现低功耗和高压力检测精度为目标,选用内部自带24位Δ-Σ型ADC模块(SD_24A)的16位低功耗微处理器MSP430AFE231为控制核心。数据采集模块设计了电源低功耗管理、单电源信号放大和调理电路、单电源低通滤波电路。以TI公司的低功耗Sub-GHz RF收发器CC1101为核心,设计了应用于433MHz的CC1101无线数据传输模块。以TI公司的16位微处理器MSP430F122为核心,设计了数据通信模块,实现了多个数据采集模块与上位机的通讯。     

低功耗动态可配置Cache设计

在现代的微处理器设计中,Cache(高速缓冲存储器)在决定整个微处理器的性能方面起着关键性的作用。同时,作为微处理器的关键部件,它消耗的功耗是微处理器的主要功耗之一。尤其是在嵌入式领域,研究表明Cache所消耗的能量可以占到整个微处理器的50%。因此,降低Cache的功耗可以有效地降低处理器的整体功耗。以"龙腾R2"微处理器为研究对象,以低功耗为出发点,介绍了一种动态可配置Cache的设计方法。实验表明,该低功耗可配置Cache有效的地降低了微处理器的整体功耗,且提高了性能。     

嵌入式Linux系统在色度仪上的开发

本文介绍了一种新型棉纤维色度仪器的软硬件设计,基于ARM9核的32位低功耗微处理器作为系统计算核心,系统采用源码公开的嵌入式Linux操作系统,由触摸显示屏显示测得的图形和数据,可实现棉纤维色度的快速、准确的显示,具有轻便节能、功能强大,安全稳定等优点.     

可穿戴无线生理参数监测设备的设计与实现

随着微处理器单元（ MCU）和低功耗无线通信技术发展,可穿戴计算成为当前的研究热点。基于低功耗无线通信技术,设计了一种能够实时监测人体脉搏及体温信息的腕带式可穿戴设备。由于采用反射性光电传感器和红外传感器,本系统携带方便,无需利用胸带就能够测量静止或运动状态下的心率信息,从而不影响日常活动。实测结果验证了系统实现的可行性。     

探空火箭在临近空间气象保障中的应用研究

从临近空间大气环境探测的重要性入手,分析了探空火箭探测技术的原理和国内外研究现状,并结合临近空间气象保障需求,研究了探空火箭探测手段在临近空间气象保障中的应用,进行了站点布局设计、探测方案制定和临近空间大气环境模型研究,展望了探空火箭探测技术发展方向,为提高我国临近空间气象保障技术和形成能力提供了技术依据.     

可配置数据处理引擎OptimoDE技术的研究

嵌入式设备竞争激烈的产品市场,要求能更快、更有效地进行数字处理器的设计。论文对ARM公司全新的OptimoDE设计技术进行了研究。OptimoDE设计技术是一种可配置的数据处理引擎和工具集,它采用VLIW(超长指令字)体系结构,用户可自主配置数字处理器的资源,通过在线仿真,生成高效的嵌入式专用处理器系统。文章分析了OptimoDE的实现原理,给出了设计与集成的方法,并对应用实例进行了性能分析。研究表明,OptimoDE技术是一种高效方便的设计方法,代表了目前嵌入式产品设计的发展趋势。     

基于嵌入式操作系统的可移植GIS开发和应用研究

嵌入式计算机技术日臻完善，嵌入式设备被广泛的使用在各行各业当中。本文以组件化的嵌入式地理信息系统（GIS）研发（“863”项目）为背景，简要分析了移动设备的特点和嵌入式GIS系统设计的总体要求，在此基础上着重阐述COM技术和中间件技术在嵌入式GIS开发中的应用。     

嵌入式网络智能控制系统的设计与实现

基于Internet为标志的嵌入式系统,正处在迅速发展的阶段,嵌入式设备与Internet相连将代表着嵌入式技术的真正未来。文中嵌入式网络智能控制系统将嵌入式操作系统与Internet网络相结合,首先给出了基于Web服务器的嵌入式网络智能控制系统的体系结构;其次,阐述了软件系统;最后,给出针对嵌入式网络智能控制终端硬件的uClinux内核的详细修改过程,以及如何在uClinux内核中添加通信程序。该系统的设计与实现为人们在嵌入式设备与Internet的结合应用提供了一定的帮助。     

可重构和多核技术对嵌入式系统设计的影响

随着各种处理器件的应用,嵌入式系统的设计不再局限于单一处理芯片的功能应用,各类芯片技术的发展不断优化推动嵌入式系统的设计.该文就处理芯片多核趋势和可重构技术对嵌入式系统设计的影响展开研究.     

嵌入式人脸识别器的GUI设计

Qt/embedded是图形化界面开发工具的嵌入式版本,整体采用面向对象编程,拥有较高的运行效率和良好的体系架构和编程模式。达芬奇技术是基于DSP的数字音视频优化的系统解决方案,它在嵌入式操作系统方面对Linux的支持极为完善,可以实现复杂GUI系统的设计。利用qt/embedded和达芬奇技术完成了人脸识别器的图形用户界面设计,实现了人脸检测结果显示,人脸数据的修改和更新功能。另外成功实现了qt/embedded在DM6446上的移植,并有效使用了DM6446的视频处理前端和视频处理后端实现视频采集和显示。     

基于ARM的皮肤听声系统的设计

为了提高皮肤听声器的性能,提出了一种基于ARM(先进的精简指令计算机处理器)的嵌入式皮肤听声系统设计方案,包括硬件设计、软件设计与一些滤波算法的实现。该系统在原来皮肤听声器的模拟电路中加入数字电路的设计,将嵌入式技术、皮肤听声技术与语音识别技术相融合,不仅可以让听觉障碍者通过皮肤感知到声音,还可以把说话人的声音信号以文本形式在屏幕上加以显示。实验结果表明,该系统提高了皮肤听声器的识别率,有效地解决了部分简单语音辨析难的问题。     

基于ARM7与CS5376的三分量采集系统设计

针对数字化地震采集需求,阐述了由ARM7作为微处理器控制CS5376芯片组进行三分量地震数据采集的全过程.通过嵌入式软硬件开发实现A/D参数配置、数据转换、数据传输等功能.利用数字示波器获取测试数据流验证设计合理性.整体设计应用到实际产品中验证其在地震采集设备研发中的可行性和实用性.本设计可适用于多个地球物理勘探领域.     

汽车变速箱嵌入式诊断系统设计与实现

嵌入式技术作为一种在线诊断故障的实现手段,已愈来愈为众多专家、学者和工程技术人员所关注。针对汽车变速箱,设计开发一套基于嵌入式技术与故障诊断技术的汽车变速箱故障诊断系统,并对汽车变速箱故障嵌入式诊断系统的硬件、软件进行简单研究,提出基于多支持向量机的汽车变速箱故障识别方法,并对相关技术开展深入研究。所研究的相关技术及系统的实现方案为嵌入式技术在相关动力装置故障诊断中的有效应用提供一条切实可行的途径。     

基于51内核的高性能单片机及其嵌入式系统

以目前功能和性能上均具代表性的8位高性能单片机8XC552为对象，对其在8051单片机基础上的新增功能及嵌入式应用系统的设计进行了分析和研究。对新增功能的分析包括：片内RAM与特殊功能寄存器、并行I／O口及其第二功能、A／D转换器与PWM的应用、定时器配与捕捉比较逻辑、监视定时器T3、IC总线和中断系统等；在嵌入式系统设计方面，指出了嵌入式应用系统设计的技术要点和关键问题。最后对嵌入式微计算机及其应用技术作了前瞻性展望。