VLSI行为层的多电压低功耗调度研究

分析了VLSI的功耗模型,综述了多电压低功耗优化调度技术,通过对已有优化调度技术的评估,表明利用多电压调度技术能够有效地降低电路功耗,同时指出行为层的多电压综合设计会带来的一些负面影响,如物理布局等问题,针对该问题提出了一种行为层综合方案--调度分区一法,最后提出了VLSI行为层综合设计研究的新方向.     

高层次数据流的多电压低功耗综合方法

为了有效地进行算法行为描述到寄存器传输级结构描述的转换,提出一种同时考虑功能单元功耗、互连功耗和电压转换功耗的模型和基于网络流的低功耗设计方法.首先对给定的数据流图进行单电压高层次综合,然后对单电压综合结果迭代地进行多电压调整;提取每次迭代时需要调整的网络流子图,对该子图运行最小费用最大流增量算法.该方法充分利用前面迭代中得到的优化解,避免了对整个网络流的重复计算.实验结果表明,文中方法在互连功耗、电压转换功耗和总功耗等方面均有较大优化.     

电源管理芯片的低功耗OMAP系统设计

半导体设计和制作工艺技术的不断提高,使电路板上的器件运行速度更快、体积更小。供电系统要求更多种类的电压、更低的供电电压和更大的供电电流。电源设计不再仅仅局限于提供电流、电压和监控温度,还必须诊断电源供应情况、灵活设定每个输出电压参数。普通的模拟解决方案难以满足这些需求。数字电源的目标就是将电源转换与电源管理用数字方法集成到单个芯片中,实现电源转换、控制和通信。     

应用拉格朗日乘数法的多电压低功耗调度方法

提出了一种在时间和资源约束下的高层次多电压低功耗调度方法。应用拉格朗日乘数法,将空闲时间分布到数据通路的各个操作节点上,从而有效地降低了设计电路的能耗。该方法在调度和调整过程中,可以同时处理关键通路和非关键通路上的节点。实验结果表明了该方法在功耗优化方面的有效性。     

面向控制流密集型电路的高层次低功耗方法*

通过对控制流密集型电路的分析和研究,提出一种面向控制流密集型电路的高层次低功耗综合方法。在调度过程中,应用分支控制和多电压两种方法对设计电路功耗进行双重优化。实验结果表明,在相同的时间和资源约束下,该方法比单独应用分支控制的调度方法功耗平均降低19.04%,比单独应用多电压的调度方法功耗平均降低5.74%。     

嵌入式系统低功耗软件技术研究

嵌入式系统低功耗设计中有硬件技术无法涉足的空间,可通过低功耗软件技术实现降低系统功耗的目的.针对液晶显示器(LCD)电气特性,从软件角度,综合运用动态电源管理技术和动态电压管理技术,根据处理器负载变化趋势和对空闲模式计时的思想,给出了降低液晶显示器功耗的算法和策略;利用优化编译技术中的操作替换和指令排序方法,分析和研究图形图像处理中常见的矩阵变换算法,给出了低功耗策略和验证节能73.9%.并就低功耗软件技术算法和策略给出了结论和提出了下一步研究的方向.     

低功耗霍尔电压放大器

基于霍尔传感器低功耗的要求,设计一种低功耗、可以放大微弱霍尔电压的放大器.利用MOSFET工作在亚阈区超低功耗特性,设计一种CMOS二级运算放大器.这种亚阈区放大器结构简单,工作在2.5V～3.5V电压下,电路开环增益可以达到90dB.     

将单一电源转换为电压和极性不同的几组电源

在硬件电路设计中,尤其是兼有模拟和数字的电路单片,例如单片机应用系统、计算机接口、各种控制和测量单元,常常需要多组电源。数字电路一般 5V供电,电流较大;而模拟电路（如运放,A/D转换）及少量数字电路（如RS-232接口电路）需要±12V供电,电流较小。如果硬件单元本身规模较小,配备多组电源既不经济又增加了单元的复杂性。因此,在电路设计中,经常希望将单一电源转换为电压和极性都不同的几种电源。     

RTLPoWer：一个实时动态电压调节低功耗系统

功耗问题是计算机系统发展亟待解决的问题,硬件和软件在解决功耗问题上都有重要的作用.尽管有许多工具可用于低功耗硬件的开发,但支持软件技术开发的低功耗工具并不多见.我们基于ARM的指令集开发了一个实时动态电压调节低功耗系统RTLPower.RTLPower综合了编译指导的动态电压调节和程序的性能功耗模拟,该系统能够有效支持编译指导的动态电压调节技术的研究开发.     

80C31单片机低功耗系统及其电源控制电路的设计

本文介绍单片机低功耗系统及其电源控制电路部分的设计，包括电路的设计特点和程序设计方案。     

随钻测井系统井下传感器的低功耗设计

提出了随钻测井系统井下传感器的一种低功耗设计方法。介绍了随钻测井系统,其需要在井下长时间工作且只能通过电池供电的特殊性,决定了低功耗设计是整个系统设计的核心问题。本文通过对低功耗电路设计原则的分析,结合随钻测井系统的要求,采用Freescale公司的MC9S12Q128单片机,在硬件和软件两个方面对随钻测井系统井下传感器进行了低功耗设计,采用低功率器件和动态功耗分配的省电管理模式。     

基于嵌入式系统的低功耗设计

本文研究了针对嵌入式系统的低功耗设计,通过采用动态改变系统运行频率的方法,降低系统中的微处理器功耗,并且针对算法对系统性能的影响进行了研究,并给出了实验结果,证实该算法取得了较好的效果。     

Low power DCVSL circuits employing AC power supply

In view of changing the type of energy conversion in CMOS circuits, this paper investigates low power CMOS circuit design, which adopts a gradually changing power clock. First, we discuss the algebraic expressions and the corresponding properties of clocked power signals. Then the design procedure is summed up for converting complementary CMOS logic gates employing DC power to the power-clocked CMOS gates employing AC power. On this basis, the design of differential cas-code voltage switch logic (DCVSL) circuits employing AC power clocks is proposed. The PSPICE simulations using a sinusoidal power-clock demonstrate that the designed power-clocked DCVSL circuit has a correct logic function and low power characteristics. Finally, an interface circuit to convert clocked signals into the standard logic levels of a CMOS circuit is proposed, and its validity is verified by computer simulations.     

FPGA的功耗概念与低功耗设计研究

随着半导体工艺的飞速发展和芯片工作频率的提高,芯片的功耗迅速增加,而功耗增加又导致芯片发热量的增大和可靠性的下降。因此,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。本文围绕FPGA功率损耗的组成和产生原理,从静态功耗、动态功耗两大方面出发,分析了影响FPGA功率耗散的各种因素,并通过Actel产品中一款低功耗的FPGA进一步进行说明。最后提出了在FPGA低功耗设计中的一些问题。     

LPR-MAC:一种采用并行协商机制的低功耗多信道MAC协议

本文通过分析不同类型的多信道MAC协议的特点,指出了并行协商类多信道MAC协议存在的消失节点问题和通信竞争问题。针对上述问题,基于无线传感器网络节点的能量有效性,本文提出了一种新的多信道MAC协议:LPR-MAC。本协议采用全网同步,时间上划分为多个时间片,节点在网络建立时随机选择某个时间片作为自己的固定接收周期,在接收周期按各自的伪随机序列在多个信道之间进行跳跃,并行协商,在其余时间片休眠。仿真结果表明,该协议减少了通信竞争程度,降低了能量消耗。     

一种VLSI高层综合低功耗设计方案及实现

提出VLSI高层综合设计方案,该方案基于多电压在时间及资源约束条件下,综合考虑了调度及互连,从调度互连两个角度达到低功耗的目的.该方案提出了基于Gain大小搜索的调度,将功耗增益、灵活度和行为执行密度因素作为折中函数,考虑操作的属性更加全面.在互连中基于分布式的RS互连模型得出互连单元在执行时段里的动态功耗,同时考虑单根总线上的翻转和邻线的耦合.该方案在CDFG工具包中实现并证明了它的有效性.     

一种超低功耗无线震动传感器设计

为实现长期无人值守的震动测量与目标识别,设计了一种超低功耗无线震动传感器.该传感器采用磁电式敏感元件来获取震动信号,通过信号调理、数据采集、数据分析、数据存储和无线通信的软硬件设计,完成目标识别和数据传输.通过免供电传感和双处理器设计实现超低功耗工作,利用无线传感器网络监测模式构建无线、分布式震动监测网络.试验结果表明:该传感器能够完成震动信号测量并识别履带车和行人这两种典型目标,电流仅有30μA,预计可连续工作200天以上.     

MSP430的低功耗人体生理参数综合测量仪

本测量仪主要用于学校、医院、体检中心、部队等场所,目的是节约体检时的人力、物力、财力和体检时间,提高体检精度.测量仪采用MSP430系列单片机作为主控制器,用来测量身高、体重、肺活量、血压、心率等人体生理参数.测量结果可通过LCD直观显示出来,并通过打印机接口传送到微型热敏打印机直接打印.实验结果表明,该测量仪具有高精度、宽量程、低功耗、使用简单可靠、各生理参数测量一体化等特点.