应用于低功耗嵌入式处理器的功耗动态管理策略设计

为了降低嵌入式应用系统的功耗和成本,设计实现了一种应用于低功耗嵌入式处理器的功耗动态管理策略.该功耗动态管理策略包括多工作模式切换、动态频率调节、动态电压调节和快速可变的电压供给单元全集成,在满足功能和性能要求的基础上,根据处理器执行任务的需求变化,切换处理器的工作模式,动态调节工作频率与工作电压,降低功耗;快速可变的电压供给单元也集成于处理器中,支持工作电压的实时快速调节,降低系统成本.基于嵌入式应用系统样机的验证结果表明,应用系统执行不同的进程任务时,功耗均有效下降.在嵌入式应用系统中采用该功耗动态管理策略,能够有效降低系统的功耗与成本.     

低功耗高集成度MP3解码器IP核设计

针对MP3解码器IP核低功耗和高集成度的要求,对MP3的解码算法和硬件结构进行优化,并设计定制处理单元高效率地执行解码运算,同时引入门控时钟实现MP3解码器的分时工作,从而以极低的硬件代价和功耗完成了MP3解码器IP核设计。该IP核采用16.384 MHz系统工作时钟,共耗用33 088个逻辑门和33 004字节存储单元,以0.18μm 1P4M CMOS工艺成功流片。芯片测试结果表明,该IP核具有正确的MP3解码功能,音质良好,最大解码功耗不超过9 mW,逻辑电路所占硅片面积仅为0.37 mm2。     

基于恒定漏-源电压的LC-Tank幅度控制方法

运用电压受限区和电流受限区的原理,提出了一种用于宽带LC-VCOs中基于恒定漏-源电压的LC-Tank幅度控制方法.通过检测交叉耦合管漏源电压的变化值选择不同的尾偏置电压,避免LC-VCOs在高频处工作在电压受限区,达到优化相位噪声和功耗的目的.该方法应用于谐振频率为1.52～3.20 GHz的LC-VCO,在3.2 GHz载波处,10 kHz和600 kHz频偏的相位噪声为-77.0 dBc/Hz和-118.4 dBc/Hz,较没有幅度控制的情形分别改进了8.0 dB和1.4 dB,且在整个频段内的最大功耗为8.6 mW.     

带有源巴伦的CMOS宽带低噪声放大器设计

设计了一种400～800 MHz带有源巴伦的低噪声放大器(balun-LNA).电路输入级采用共栅结构实现宽带匹配,输出端使用共源漏技术来实现巴伦功能,将单端输入信号转变为差分输出信号,利用参数优化设计来降低噪声性能.电路采用TSMC 0.18 μm RF CMOS工艺仿真,结果表明:在400～800 MHz工作频段内,balun-LNA的输入反射系数小于-12 dB,噪声系数为3.5～4.1 dB,电压增益为18.7～20.5 dB,在3.3V电压下功耗约为17.8 mW.     

基于MSP430单片机的矿井无线报警系统设计

设计一种高性能、低功耗、低成本的矿井无线报警系统.MSP430单片机为系统控制器,CC1100模块实现信息的无线收发,LCD12864和键盘模块构成人机交互平台,语音芯片ISD4002-120实现报警信息的语音播报,详细叙述了系统设计方案.当矿井中发生突发事故时,可实现自动或手动报警,系统中各报警模块以接力传递的方式将报警信息传递到各个工作点及地面上的监控中心,工作人员根据LCD显示或语音播报信息获得事故种类、事故地点等完整信息,为逃生或抢险提供帮助.通过测试,系统运行稳定可靠.     

基于ZigBee的中小桥梁监测系统设计

我国中小桥梁结构监测与大型桥梁相比存在资金不足、技术落后、数量众多、管理不完善等问题。针对这种情况,文章采用低功耗ZigBee芯片和SimpliciTI网络协议结合各种传感器,设计了一套适用于中小桥梁结构健康监测的实验系统。该系统可完成桥梁结构中应变、位移、振动等主要参数的快速采集、无线传输和上位机显示等功能,具有低功耗、低成本、低复杂度和简单实用等特点,非常适合我国目前中小桥梁结构健康监测。     

应用于高频低功耗系统的1.2V10GHz注入锁定分频器

设计了一个高频低功耗的注入锁定二分频器.该分频器通过将输入信号注入到LC振荡器的二次谐波点来实现注入锁定并对输入信号二分频.电路采用TSMC 0.18μm RF-CMOS工艺设计,分频器可以将幅度为300 mV的输入信号在8.6~11.2 GHz频率范围内进行二分频.在1.2 V的电源电压下,分频器核心电路的功耗为1.3 mW.该分频器可以被用于光电收发机以及其他高频低功耗系统.     

基于nRF24L01的近距离无线数据传输

介绍了2.4 GHz频段的射频芯片nRF24L01以及由该芯片与超低功耗单片机MSP430F1232组成的无线数据传输系统,给出了系统硬件设计和软件控制过程,并说明了测试运行情况.该设计实现的无线数据传输可靠稳定,传输速率高,已应用于煤矿井下人员定位系统中.     

用于TFT-LCD驱动的高效率高性能电荷泵设计

设计了一种用于TFT-LCD驱动的高效率高性能电荷泵.在分析了宽输入恒输出电荷泵原理的基础上,采用跟踪输入电压动态调整升压倍率的方法,克服了传统固定倍率电荷泵的效率随输入电压升高而大幅降低的缺点.提出了简单多倍率开关阵列及控制电路,采用了改进的三管复合开关减小静态功耗.电路用0.6μm BiCMOS工艺实现.测试表明:在输入电压2.7~5.5 V,工作频率250 kHz条件下,输出电压为5 V,满载电流为25 mA,平均效率提高了14%,最低效率提高了15%,静态电流为0.1 mA,负载调整率为0.014%mA-1.     

基于MSP430f2274的非接触式IC读卡器的设计与实现

针对非接触式13.56M读写器在功耗高、体积大等方面问题,提出了一种低功耗、高安全性的研究模型。模型采用MSP430F2274为主控芯片和MF RC522为射频芯片,在保证通信稳定、抗干扰力强、通信距离能达到10cm的前提下,可以使系统有效降低功耗和体积。经实验,结果表明系统3.3V供电完全适合MF RC522供电要求,实现了低功耗的完美结合。