低功耗无磁式热表流量计的设计与研究

文章在对当前热量计量方法进行比较的基础上,介绍了无磁式热表流量计的流量测量原理.提出了一种无磁式热表流量计的设计方法,分析了系统硬件结构和软件设计.对计量过程中误差的修正和整个电路降低功耗的方法进行了讨论.     

异步电路的低功耗状态机AFSM的设计与实现

基于CMOS低功耗门控技术,设计了一种应用于ASIC中的异步状态机(AFSM).关键是将原始的同步状态机分解为若干个能够相互通信的子状态机,提高子状态机的自循环率,进而通过异步控制子状态机,达到降低功耗的目的.将该思想应用于VLSI设计实例,证明了采用这种异步状态机设计能够有效节省片上系统(SoC)的功耗最高达25%以上,并且不会过多地增加芯片面积.     

一种低功耗高精度电流比较器的设计

针对传统电流比较器功耗高、精度低等问题,提出了一种基于Wilson电流源的CMOS电流比较器电路.它由Wilson电流源、差分放大器和输出增益级3部分组成.由于Wilson电流源具有较好的恒流特性以及较高的输出阻抗,所以该电流比较器具有较高的比较精度和低延迟的传播特性.采用TSMC 0.18 CMOS工艺HSPICE模型参数对该电流比较器的性能进行了模拟,该电路具有较高的比较精度,当参考输入电流为5 nA时,电路正常工作.当输入差分电流为1μA时延迟为2.2 ns,电路的功耗在TT(typical)工艺角下为95μW.结果表明,该CMOS电流比较器具有较大的速度/功耗比,性能受工艺偏差影响较小,适用于高速、低功耗电流模集成电路.     

低功耗自适应集簇分层型路由算法的研究

针对低功耗自适应集簇分层型路由协议LEACH簇头节点随机选举、最优簇头数目是粗略估计值、节点分布不均匀三方面不足,本课题引入压缩比,在簇头选举时将节点剩余能量作为选举的关键条件,提出最小化能量损耗最优化簇头数目的改进算法,并从数学的角度进行推理.仿真证明:改进算法均衡了系统能量消耗,延长了网络生存周期,使网络更具健壮性.     

一种低功耗异步FIFO在ASIC中的设计

为解决PCI视频采集卡中跨时钟域数据准确传输的问题,提出一种低功耗的异步先进先出(First In First Out,FIFO)存储器模块的实现方案.为适应大量的视频数据猝发传输设计一种宽为36位、深为256的异步 FIFO,基于低功耗设计思想,使用格雷码地址编码以有效抑制亚稳态,增加了门控时钟电路.该模块已经过测试...     

一种基于FPGA的AES算法的低功耗实现

目前网络支线上绝大部分用户面对的是千兆和百兆的以太接入网,因此设计低功耗而不影响接入网数据传输速率的AES加密芯片将具有广阔的应用前景.由此,在保证128密钥安全性的条件下,本文提出了一种将AES加密算法的128位明文分为4个32位加密单元进行处理,并通过流水线技术进一步降低功耗的AES加密芯片的实现方法.并且针对一般的FPGA结构仿真实现了上述的设计.     

一种易于线性压缩的测试图形生成方法

为解决VLSI测试中数据量大、功耗高和故障检测难等问题,提出一种易于线性压缩的测试图形生成方法(LCG法).与传统方法不同,LCG法先解析出一类每个向量内部具有线性关系的测试序列,这种线性关系是基于单输入变化序列的,构成的测试序列可有效地减少被测电路内部的开关活动.测试生成时只需搜索测试向量少量的位值,其他位的值按预定义的线性关系解析出,再通过故障模拟的方法确认测试图形.压缩后的测试图形为其少量位的内容,具有压缩率高、易于实现、功耗低和覆盖率高的特点.对ISCAS89中5个最大的基准电路的实验结果表明,LCG法在固定故障覆盖率大于96%的情况下,压缩率都在10倍以上,甚至可以达到100倍以上.     

用于单片集成真空传感器的SAR型ADC设计

设计了一款适用于单芯片集成真空传感器的10位SAR型A/D转换器.轨至轨比较器通过并联两个互补的子比较器实现.信号采样时,比较器进行失调消除,提高电路的转换精度.电路采用0.5μm2P3M标准CMOS工艺制作.系统时钟频率为20MHz,输入电压范围为0～3V.在1.25MS/s采样率和4.6kHz信号输入频率下,电路的信噪比为56.4dB,无杂散动态范围为69.2dB.芯片面积为2mm2.3V电源电压供电时,功耗为3.1mW.其性能已达到高线性度和低功耗的设计要求.     

基于AT89S52控制的非接触式智能水表的设计

以基于射频IC卡的智能水表系统为研究对象,探讨了基于AT89S52低功耗单片机在智能水表上的应用。首先提出预付费智能水表系统的设计方案;其次对系统硬件电路结构进行了设计;再次介绍了系统软件设计原则以及控制流程。实际测试证明,该智能水表系统具有可靠性强、功耗低、精度高等特点,达到了预期的设计目标。     

HART协议智能差压变送器的低功耗设计

从实际设计的角度出发,阐述了HART协议智能差压变送器的低功耗设计.设计了处理器系统、光电隔离、隔离电源和传感器电路等部分,说明了各部分电路降低功耗的方法,以及与电源电路的配合问题.