电压调节技术用于SoC低功耗设计

针对便携设备在SOC系统设计中的功耗问题，通过电压调节和电压控制的方法来达到降低功耗的目的。可以用两种方法来实现，一种是开环电压调节(动态)，另一种是闭环(自适应)电压控制的方法。     

具有多域自适应电压调节功能的下一代SoC电源管理

转换效率和调节质量这两方面的要求推动着电源管理从最初的LDO发展到今天效率超过90%的高精度、多模式DC/DC转换器.由于稳压器的效率已经达到了极限,现在的研究已经转向如何优化系统的效率,以满足电池供电和能量限制的便携设备的要求.     

一种LDO自适应电流频率补偿技术

为解决LDO稳定性高度依赖负载电容和ESR零点补偿可靠性差的问题,提出了一种宽负载电流范围下(0~1 A)自适应电流频率补偿技术。通过分段电流补偿设计了轻重载下动态极点和独立阻抗,在优化环路稳定性的同时,进一步减小了静态功耗;通过阻容网络信号叠加产生了随负载电流和电容变化的动态零点。经仿真及流片验证,全负载范围内最差相位裕度为55°;可空载,且空载下静态功耗仅为52.3μA;适用负载电容范围≥2.2μF,ESR范围≤1Ω。该环路具有高稳定性和宽负载电容适应性。在应对负载突变时恢复曲线平滑,无欠阻尼振荡现象。     

基于自适应DVFS的SoC低功耗技术研究

对便携式系统设备而言,在采用目前90 nm和130 nm工艺进行新的系统级芯片(SoC)设计中,对整个系统功耗的优化变得与性能和面积的优化同等重要.为此,简单介绍了涵盖静态功耗和动态功耗的低功耗技术,同时提供了一种能够通过使用前向预测反馈的动态电压频率调节(DVFS)系统,并对该技术的可行性进行了建模分析,验证了自适应DVFS方式的有效性,同时也给出了评估DVFS仿真的有效途径.     

一种用于LDO的低功耗带隙基准电压源

设计了一种应用于低压差线性稳压器(LDO)的低功耗带隙基准电压源电路。一方面,通过将电路中运放的输入对管偏置在亚阈值区,大大降低了运放的功耗;另一方面,采用零功耗的启动电路,进一步降低了整体电路的功耗。该基准电压源采用旺宏0.35μm CMOS工艺流片,经测试,基准输出电压的温度系数为33 ppm/℃,总电流消耗仅为12μA。     

基于脉冲跨周期调制的DC-DC变换器自适应电压调节技术

为实现减小数字电路的供电电压来降低其能量消耗的目的,该文提出基于脉冲跨周期调制(PSM)的DC-DC变换器自适应电压调节(AVS)技术。AVS技术通过追踪和探测关键路径复制(CPR)的延迟时间自适应地调节数字电路的供电电压。同时,具有自适应占空比的PSM调制模式(APSM)被用来改善轻负载下变换器输出电压的纹波和效率。实验结果显示,当负载工作频率在30～150 MHz范围内变化时,输出电压在0.6～1.5 V之间稳定输出。和传统的固定工作电压相比,该文设计的DC-DC变换器最大可节省83%的能耗。     

一种基于 PI 控制的数字低压差稳压器高速可调节模型

数字低压差线性稳压器由于可以在低电源电压下工作而被广泛使用。在数字低压差线性稳压器中,其利用模数转换器和积分器进行稳压操作。但是当负载出现瞬态电压变化,其稳定时间将会很长。在PI控制系统中,积分系数大的电路建立时间很短,会产生过冲,然后输出才会稳定。积分系数小的模型输出可以直接稳定,但是建立时间太长。提出了一种高速可调节电路模型,目的是利用电压传感器和时间数字转换器(TDC),并在电路中加入2种不同积分系数的积分器。首先利用电压传感器和时间数字转换技术(TDCT)实现模数转换以得到数字信号。随后判断数字信号与基准电压,在误差很大时,控制电路选择大积分系数,输出到PI控制;误差小时,控制电路选择小的积分系数,这样可以使电路结合不同积分系数电路的优点,从而达到同时缩短电路建立时间和稳定时间的目的。     

低压差电压调节芯片R1114的应用

随着如手机，PDA，MP3等大量便携式电子设备需求猛增，此类电池供电产品电压较低，同时内部供电电压又有多种，故需要一种即能低压工作，又具有三端稳压器的使用便利的降压器件。同时还要具备小的封装体积，于是LDO被研发出来并大量使用。这类器件不仅满足了小体积，小压差低压工作特性，而且又具有低耗电能力。     

一种用于数字麦克风的低功耗低电压LDO

数字麦克风具有抗干扰能力强、集成度高、易于使用等优点,用于对功耗、体积敏感的便携式设备.研究了用于数字麦克风的低压差线性稳压器(LDO),该LDO除了具有稳压功能,为系统提供稳定和确定的电压外,还能在时钟频率低于休眠频率时,使数字麦克风进入休眠状态.流片测试表明,LDO电压调节范围为1.6～3.5 V,休眠频率为40～60 kHz,芯片待机电流为9μA.     

凌力尔特推出双输出、低噪声、正／负低压差电压线性稳压器

凌力尔特公司（Linear Technology）推出双输出、低噪声、正／负低压差电压线性稳压器LT3032。在满负载时,该器件以300mv压差电压在每个通道上提供高达±150mA的连续输出电流。     

High threshold voltage matching performance on gate-all-around MOSFET

For the first time, threshold voltage matching was measured on multiple gate transistors, and particularly on Gate-All-Around transistors (GAA) with both doped and undoped channels. Good matching performance is demonstrated on doped channel transistors, thanks to the absence of pocket nor halo implants. But most of all, it is shown that suppressing the channel doping allows to drastically reduce the dopant induced fluctuations contribution and provides an A_Vt parameter as low as 1.4 mV μm, which is one of the best reported result on MOS transistors.     

基于JTAG的SoC片上调试系统设计

文章提出了一种基于JTAG的SoC片上调试系统设计方法,该系统主要包括JTAG接口和片上调试模式控制单元。通过执行不同的操作指令,该片上调试系统可实现断点设置、单步执行、寄存器和存储器内容监控、在线编程以及程序运行现场设置等调试功能。文章同时说明了片上调试系统的工作原理和硬件架构。     

基于环境差异度的自适应角点匹配算法*

基于图像灰度梯度提取的Harris角点,由于角点近邻处其灰度梯度的对比度不明显而造成检测定位偏差,从而导致角点的误匹配率的提高.针对该现象提出了一种“虚影点”改进,同时引入环境差异度作为评判原则,自适应调整角点间的竞争机制的残酷度,结合奇异值分解最终达到优胜劣汰的匹配效果.实验证明,该算法在不影响角点匹配速度的情况下,与其他算法相比对角点的匹配精度有很大的改善.     

光纤传感器检测系统的自适应相位跟踪

本文结合光纤传感器测弱磁场,讨论了含源零差检测系统的模型、电路、自适应相位跟踪及有关分析,并给出了相应的仿真结果。     

采用SIFT的末制导图像匹配技术

图像匹配技术作为末制导图像处理器的关键技术具有重要的理论意义和实用价值.近年来,SIFT算法以其优秀的匹配性能在图像匹配领域受到广泛的关注.针对传统的及现有的改进SIFT算法计算复杂、难于实际应用的问题,使用VC++对各种SIFT的改进算子进行仿真实验,对比不同算子的实验性能,提出一种更加快速稳定的SIFT算法.在尺度...     

基于SoC的机载显示器视频图形融合处理系统

为了满足机载显示器对综合视频图形处理技术的需求,提出了一种基于SoC嵌入式处理平台的机载视频图形融合显示与视频记录系统实现方法。该方法以SoC为核心搭建硬件平台,使用SoC内部集成ARM处理器和视频图形协处理单元执行图形生成算法与外视频采集,配合SoC片上高速存储和显示接口,采用双缓存与多线程并发机制实现视频图形融合显示和外视频实时记录。本方法支持多种格式分辨率的视频源采集和大分辨率图形同步生成。实验结果表明,采用该系统技术后机载显示器采集1024×768分辨率外视频同时生成1920×1080分辨率图形时,融合处理后帧率可达45 fps,能够满足机载显示器实时显示需求。     

基于多尺度时域矩匹配的自适应非均匀性校正算法

非制冷红外焦平面阵列的固定图案噪声具有与条带噪声相类似的特性.通过对矩匹配算法和时域高通滤波算法的研究, 提出了一种多尺度时域矩匹配非均匀性校正算法.首先利用高斯金字塔对相邻帧待校正图像进行全局运动估计, 然后对各尺度的高斯金字塔和拉普拉斯金字塔分别进行时域矩匹配.对真实红外图像序列的实验结果表明, 该算法在提高收敛速度的同时可有效减少鬼影现象的出现.     

基于SoC的数据采集与交互系统设计

为了解决检测设备接入Ethernet,设计了一种基于SmartFusion2的SoC的数据采集与交互系统,完成设备数据信息的采集及处理并实现远程数据交互与共享。系统以SmartFusion2的FPGA器件为核心,将现场检测设备得到的数据经过Ethernet以网页的形式在PC上显示。反之,以同样的路径将主控的指令传输到外部的终端设备。通过一智能家居系统的实际运行测试,系统具有安全、可靠、稳定的特点。     

基于SoC FPGA的文字分割系统设计

针对于传统PC机实现的图像采集与处理系统在功耗、移植性、实时性和体积上的局限性问题,本设计实现了基于FPGA和ARM硬核处理器整合的SoC FPGA的图像文字分割系统。基于SoC FPGA的硬件平台和移植的嵌入式Linux开发环境的软硬协同设计方法,实现了CMOS传感器的图像采集、SDRAM存储、双口RAM数据通信和VGA显示输出。同时,基于ARM的硬核处理系统(HPS)控制双口RAM读写图像数据,在HPS中实现图像的预处理和分水岭算法。实验结果表明:本系统具有较准确的文字分割效果,一幅图像实时文字分割的平均速度为0.87s,比基于PC机的matlab环境和NIOS Ⅱ的SOPC系统上实现速度分别提高了0.84倍和4.52倍。本系统具有设计灵活,速度快、可移植性强的优点,对实时图像采集与处理系统的研究提供参考意义。     

基于ZYNQ AP SoC的安全驾驶系统设计

针对系统对实时图像处理的需求,本文提出了一种基于ZYNQ AP SoC的安全驾驶系统设计方案.本系统由ZYNQ架构中的PL(FPGA)部分负责驱动CMOS摄像头,将采集的图像进行灰度转换,传给PS(ARM)部分运行Adaboost算法,对图像进行人脸检测,从而获取驾驶员的眼睛和嘴巴的坐标值、面积值和张开度,并利用OpenCV的PERCLOS算法制定疲劳状态标准,给出预警信息.同时,ARM通过USB驱动摄像头,实现行车记录,并通过酒精浓度传感器采集车内酒精浓度,实现酒驾预警.通过实验表明,本系统性能稳定,实现了保障安全驾驶的目的.