低功耗测试研究进展

随着CMOS器件进入纳米时代,测试时产生的功耗大大超过系统正常工作时的功耗,测试功耗已成为影响芯片设计的重要因素,芯片测试时的低功耗技术也已经成为当前学术界和工业界的一个研究热点.文章首先介绍了低功耗测试技术的基本概念,分析测试中的静态功耗和动态功耗;其次,分类介绍目前常用的测试功耗控制技术;然后,对研究热点的变化和技术发展的趋势做出说明.     

一种基于电压控制的扫描测试功耗优化方法

提出了一种通过电压控制来实现扫描测试低功耗优化的方法(压控法).该方法主要采用插入门控晶体管来控制组合逻辑单元供电,从而有效地解决了在扫描测试移入过程中测试信号向组合逻辑的无用传播,由于组合逻辑的供电受到控制,因此压控法不仅有效降低了无用的动态功耗,同时也大大降低了由于供电所产生的漏电静态功耗.而且门控晶体管的插入对于...     

动态测试系统微功耗技术研究

本文介绍了在动态测试系统中实现微功耗的关键技术以及对电路进行优化设计的常用方法;着重阐述了微功耗优化技术的相关内容;在分析现有模拟器件和功耗模型的基础上,从物理逻辑设计、软件编程优化、低功耗映射等方面评述了当前低功耗关键技术,并提出了相关可行的改进方案。     

一种低功耗测试图形的生成方法

为解决测试图形生成电路功耗高、硬件开销大、故障检测难等问题,提出了一种用于内建自测试的低功耗测试图形生成方法。该方法将种子向量和SIC计数器生成向量进行运算,产生MSIC测试向量。通过设计一种可配置SIC计数器和种子生成电路,证明了该方法中任意的2个MSIC图形在任何情况下都是相异的。以国际基准测试电路ISCAS’89为对象,在nangate 45nm工艺上的仿真实验表明,基于该方法的测试生成电路的平均功耗占被测电路正常工作时平均功耗的1%～3%;与传统的伪随机测试生成电路相比,该测试生成电路的测试功耗降低了5.48%～66.86%,且其所生成的测试图形具有唯一性、低跳变等特性。     

功耗优先的NoC通讯架构测试方法

文章提出了一种针对片上网络通讯架构的测试方法,该测试方法可以测试路由器各端口以及各条链路;其主要目标是优先考虑降低测试NoC通讯架构过程中所产生的功耗,还可避免局部热点的产生。文中方法根据片上网络中各通讯节点的不同位置,合理地安排测试数据包的转发方式,以减少测试过程中复制转发数据包的数量,从而达到降低测试功耗的目的。实验结果表明,这种方法在提高测试效率的基础上,有效地降低了NoC的测试功耗。     

嵌入式系统中的低功耗设计研究

在嵌入式系统的设计中,低功耗设计是经常让设计人员头痛而又不得不面对的问题。在嵌入式系统中,其功耗主要由嵌入式微处理器功耗和外围硬件接口设备功耗组成。要降低嵌入式系统的功耗,需要从系统设计的各个方面入手。本文将从电源供给电路、振荡电路、接口电路三个方面来讨论嵌入式系统中的低功耗设计。     

电路设计中实现低功耗途径的探讨

CMOS电路功耗主要由动态功耗决定的，文章分析了影响CMOS电路功耗的主要因素，同时指出了降低CMOS电路功耗的主要途径，并介绍了一些低功耗器件的设计方法和低功耗的设计技巧．     

用于无线传感网的低功耗集成电路技术

在传统集成电路(IC)的低功耗设计方法基础上,提出3种低功耗技术,并实现无线传感网传感器节点,作为实例验证。在系统级,提出联合编译技术的优化策略以及为无线传感网提供特殊低功耗模式的硬件架构。在电路级,基于集成电路算子设计方法学,考虑到在算法映射阶段时钟布局,提出时钟算子。以上技术均通过一个无线传感网传感器节点的低功耗设计实例来验证。测试结果显示,使用新提出的3种方法,在深度睡眠模式下,传感器节点芯片功耗为167μW,板级功耗可以达到1.035 mW。     

CMOS电路中系统级低功耗设计研究

首先对SOC的概念和降低功耗的重要性做了简单介绍;接着阐述了CMOS电路的功耗来源和集成电路低功耗设计的基本方法.重点讨论了系统级低功耗设计的思想路线和具体方法.给出了并行技术、流水线技术和异步电路结构等技术方法.明确指出了降低集成电路功耗的根本所在,使之集成电路的低功耗设计成为有的放矢.     

MOA泄漏电流无线采集系统的低功耗设计

设计了一种低功耗的MOA(氧化锌避雷器)泄漏电流的无线采集系统.电源电路采用二极管和电容进行设计,省去了传统采用LDO(低压差线性稳压器)设计的静态电流功耗;处理器和无线收发芯片分别采用休眠与WOR(电磁波唤醒)的工作方式来进一步降低系统功耗.最后经测试得:系统平均功耗约为1mW,经计算在3.6V,19A·h的电池供电下,该系统能够连续运行7～8a,完全满足MOA泄漏电流无线采集系统的低功耗要求.     

生成确定性测试图形的内建自测试方法

为了以低的硬件开销自动生成高效率的确定型测试图形,提出一种新型的内建自测试(BIST)方法.先对原型设计用自动测试图形工具生成长度短、故障覆盖率高的确定性测试图形,然后对生成的图形排序以取得低功耗测试序列,再选择状态机优化和综合方案,最后自动生成BIST电路描述.由于结合了确定性测试和伪随机测试的优点,该方法具有低功耗、长度短、故障覆盖率高、测试图形自动生成等特色,特别适于CMOS组合逻辑电路的测试.基于ISCAS85Benchmark的实验结果表明,所设计的BIST电路在硬件开销、速度、测试功耗等方面均优于传统的伪随机测试电路,测试时间显著减少.     

基于典型山地城市轻型车比功率综合油耗模型研究

汽车在实际道路行驶时,影响其燃油消耗的因素较多且烦琐;目前的油耗模型不能全面反映油耗随工况的变化规律。由于汽车在坡道路面行驶的坡度阻力对油耗影响显著,采用回归分析法构建了上坡和下坡工况速度、加速度和坡度同时变化的比功率综合油耗模型;并通过典型路段验证模型。结果表明,在这两种工况中,理论油耗与实际油耗的相对误差较低,构建的理论回归方程可以反映典型路段比功率对油耗变化规律;且具有较高的油耗预测精度,为车辆油耗评估提供了一定的理论依据。     

低功耗全流水线JPEG-LS无损图像编码器的VLSI设计

针对JPEG无损/准无损图像压缩标准(JPEG-LS)本身不利于并行计算和低功耗应用的问题,提出了一种JPEG-LS无损图像编码器的超大规模集成电路(VLSI)实现结构。它从功能上分为4部分:模式判别模块;时钟控制器;3条并行流水线;两级数据聚合器。这些模块以全流水线结构组织运算,能够达到实时图像处理的目的。4时钟域交叉并存,并包含专用时钟控制器的时钟管理机制,既保证瓶颈运算的进行,又能及时关断空闲模块的时钟,该措施使平均功耗降低了15.7%。该文提出的JPEG-LS编码器具有低功耗、高速图像处理的特征,已被应用于无线内窥镜系统。     

适合酒店应用的Z-Stack协议的研究与实现

应用先进的信息化、智能化技术来改变现有的酒店管理和经营方式,可以有效地解决现有酒店管理效率低,人工成本高等问题,而这些技术的应用都需要高效、安全的网络来支撑。本文根据Z-Stack协议的特点,以及在酒店对所使用的无线网络的特殊性及要求,在原有Z-Stack协议的基础上设计了专门用于酒店自动化的ZStack协议。论文从网络结构、固定地址处理、安全与加密以及低功耗等几个方面对所设计的协议进行了阐述,最后给出了所设计的Z-Stack协议在酒店门锁管理系统中的一个具体应用。本文提出的专用于酒店管理的ZStack协议不仅数据传输可靠性高、安全性高,并且成本低、功耗低,能有效提高酒店的经济效益,提升酒店的服务水平。     

汽车磁流变减振器流变力学特性的研究

磁流变液是一种新型的功能材料 ,属于可控流体 它能在强磁场作用下从牛顿流体变为有较高屈服应力的粘塑流体 ,这种变化连续可逆且迅速 ,用其制成的阻尼器具有结构简单、体积小、能耗低和阻尼可连续调节等优点 利用非牛顿粘性流体模型和宾汉流体模型 ,设计基于流动模式的汽车用磁流变减振器 ,利用ANSYS有限元分析软件计算其力学性能并进行试验验证 结果表明磁流变减振器可实现阻尼无级可调 ,将其用于汽车悬架系统 ,可改善行驶的平顺性 ,获得良好的振动特性     

一种有效降低扫描结构测试功耗的方法

提出了一种有效降低扫描测试功耗的设计方案.通过增加逻辑门结构来控制测试向量移入阶段扫描链上触发器翻转向组合逻辑电路的传播.同时,设计了时序优化算法以保持电路其他性能不发生大的改变.实验结果显示:通过采用ISCAS89基准测试程序进行分析,优化前无用动态功耗值约占总功耗的19.84%,优化后整体测试功耗降低约23%,有效地降低了无用动态功耗,并且此方案容易在已有的设计流程里实现.     

煤矿机械装备维修再制造无损检测技术现状及发展趋势

煤矿机械装备维修再制造无损检测技术对于煤矿机械高效安全运行和煤矿安全快速发展具有重要意义.详细阐述了煤矿机械装备维修再制造无损检测技术,并对其预测过程进行了较为详细的论述与分析.指出煤矿机械装备维修再制造无损检测技术存在的问题,针对目前存在的问题,提出了未来无损检测应为智能化、数字化、自动化,由单一模式向复合模式新技术发展,检测设备向低能耗、高信噪比发展,未来应与断裂力学、材料力学有机结合检测的同时对寿命进行预测;其未来检测应基于煤矿环境,建立基于煤矿环境的无损检测评价体系以及技术网络,提高检测效率和准确度.     

一种低功耗大摆率Class-AB OTA电路设计

为提高低功耗条件下运放电路的工作速度,基于Class-AB复合型差分对、非线性电流镜传输、交叉耦合对管正反馈3种结构的有机组合,提出了一种高速运算跨导放大电路(OTA)的结构设计方案.该方案在低功耗条件下,电路具有优异的摆率倍增性能,同时电路小信号带宽与低频增益得到一定程度的改善.电路采用CSMC 0.5μm CMOS工艺进行设计并完成MPW流片.在5 V电源电压下测试得到的电路静态功耗仅为11.2μA,最大上升沿与下降沿摆率分别为10和2 V/μs,低频增益60 dB以上,单位增益带宽达到3 MHz.结果表明,新型Class-AB OTA电路比同类参考OTA电路具有更高的大信号瞬态响应品质因子.     

含储热装置的热电联产系统改进人工蜂群优化调度方法

由于冬季供暖的需要,我国北方地区的机组大多数采用工作模式为“以热定电”的热电联产机组。在夜间,热电机组的电功率会维持在较高的水平,大量的风能得不到有效地利用,弃风现象十分严峻。传统的解决方法是在系统中单一地加入储热装置或电锅炉来减少弃风现象的发生,但消纳风电的能力有限。本文采用电锅炉和储热装置来协调供热,以提高风电的利用率。首先分析了发生弃风的原因;其次构建了含储热装置与电锅炉的热电联产系统调度模型;然后设计了基于概率的交叉变异算子,并将其应用于人工蜂群邻域搜索过程,给出了基于概率交叉操作的改进人工蜂群求解算法,基于我国北方某一区域的数据进行了仿真验证,证明了所提方案的可行性;最后对风电消纳进行了经济性分析,仿真结果表明加入电锅炉后具有更低的煤耗成本,更好的经济效益。     

汽车液压动力转向器测试系统的加载方法

主要内容是介绍汽车液压动力转向器性能试验系统中两种常见的加载方式,机械加载方式和液压加载方式。首先对机械加载方式的原理进行验证,并通过计算确定机械加载的板簧的尺寸;然后对液压加载方式进行分析,确定液压加载的结构设计,同时设计液压加载方式的一些辅助结构。最后,分析各种加载方式的优缺点,选择一种优良的加载方式,以使整个性能试验系统实现了自动化程度高,测试精度高。