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。     

嵌入式GIS系统的低功耗设计

由于嵌入式GIS系统被广泛地应用于移动性较强的设备,因此功耗成了一项重要的技术指标.本文系统地描述了对嵌入式GIS系统进行低功耗设计的方法.本文将功耗分为硬件功耗和软件功耗,其中软件低功耗设计是个新的领域.本文采用按需转换处理器状态、优化编译器、按需分层调入GIS数据、优化关键算法和压缩栅格数据等方法从软件角度降低系统功耗.     

基于单片机的嵌入式系统的低功耗设计问题

分析基于单片机的嵌入式系统满足低功耗的理论,并以此为基础进行了功耗研究,提出了低功耗系统硬件与软件设计方面的相关策略。     

基于DVS的实时多核嵌入式系统低功耗算法

动态电压调整（DVS）是低功耗设计方法中最基本的技术。然而,大部分的算法是基于单处理器平台的,并且仅考虑了相互独立的任务,这时使用DVS往往不能取得较好的效果。基于DVS提出了一种循环旋转调度技术来降低功耗,通过对程序中的循环进行重组,使得在满足时限的同时功耗最小,同时也考虑了电压转换所消耗的时间和功耗。     

探讨嵌入式系统中低功耗的设计理念

在嵌入式系统的应用中,系统的功耗越来越受到人们的重视,这一点对于特别需要电池供电的便携式系统尤其明显。降低系统功耗,延长电池的寿命,就是降低系统的运行成本。对于以单片机为核心的嵌入式应用,系统功耗的最小化需要从软、硬件设计两方面入手。     

嵌入式系统面向低功耗的协同设计

在系统设计中，低功耗系统或低功耗协同设计系统并没有作为一个整体在当前的研究中得到充分的重视。本文阐述在系统级设计中功耗的重要性，综述硬件低功耗、软件低功耗和通信低功耗的设计方法，并给出实现低功耗设计的一种可行方法。     

嵌入式GIS系统软件的低功耗设计

低功耗已成为衡量电子系统的重要指标。针对嵌入式GIS系统的特性，采用全动态切换处理嚣工作模式；通过数据调度、坐标数据处理、绘制地图符号和优化关键算法等具体措施，降低处理器运行时间，实现嵌入式GIS系统软件低功耗设计。     

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.     

针对嵌入式系统的低功耗存储器管理单元设计

针对Linux操作系统，实现了面向32位RSIC嵌入式处理器的低功耗存储器管理单元。通过在指令快表中增加预比较电路，提高了处理器连续访问同一虚拟页面时的地址转换效率，降低指令快表命中时的功耗37.07%。两级比较结构的内容寻址存储器与传统结构相比，在失效和命中时分别可以取得44.98%和74.94%的功耗节省。该文设计的存储器管理单元能够很好地和Linux配合，完成地址映射及存储权限管理。     

低功耗嵌入式水情遥测终端的设计

本文介绍了基于AT89S8252芯片设计的一款低功耗嵌入式水情遥测终端,从硬件和软件等方面讨论了系统的构成和实现方法.通过实际水情测报项目的应用验证,该水情遥测终端取得了良好的效果.     

基于Innovus的低功耗物理设计

为了减少芯片功耗,可靠的低功耗物理设计必不可少。基于新一代布局布线工具Innovus,分四个部分阐述了新的低功耗物理设计流程。这些内容包括:基于低功耗的物理库设计;低功耗布局和优化、基于输入向量的功耗优化;低功耗时钟树协同设计CCOPT(clock concurrent optimization);时钟树后低功耗优化。Innovus作为Cadence全新的布局布线工具,提供基于Giga Opt引擎的功耗驱动优化和高级时钟树协同优化(CCOPT)等方法,有效帮助设计者实现低功耗芯片设计。全新的低功耗物理设计可改善芯片数字逻辑15%功耗。     

DSP中指令Cache的低功耗设计

设计了一种低功耗指令Cache：通过在CPU与一级指令Cache之间加入Line Buffer,来减少CPU对指令Cache的访问次数,从而降低指令Cache的功耗。此外在Line Buffer控制器中添加了重装控制单元,当指令Cache发生缺失时,能将片外存储单元中的指令直接送给CPU,从而最大限度地减少由于Cache缺失所引起CPU取指的延迟。经验证,该设计在降低功耗的同时,还提升了指令Cache的性能。     

低功耗的可重构数据Cache设计

在嵌入式处理器中,Cache功耗所占的比重越来越大.提出了一种可重构的低功耗数据Cache,能够利用程序运行过程中的空间和时间局部性以及高频数据值局部性来节省功耗.Mibench和Mediabench的仿真结果表明,对于多媒体应用为主的测试程序,采用基于高频值的可重构低功耗数据Cache与普通Cache相比,平均能量消耗降低34.45%,平均能量延迟乘积降低27.50%.     

磁阻车辆检测器的低功耗设计

针对磁阻车辆检测器的功耗进行分析,采用优化休眠降耗法、降频降耗法两种低功耗方案,有效降低了检测器功率。     

宽带电力线通信芯片的低功耗设计

针对宽带电力线通信芯片因工作频段宽和通信速率高而导致功耗较大的问题,在介绍宽带电力线通信单元及芯片的基础上,围绕芯片功耗的影响因素,从工作频段、物理层、MAC层及芯片级多方面详细分析了芯片的低功耗设计技术。目前宽带电力线通信芯片及模块已研发成功,测试结果表明完全满足国家电网用电信息采集系统对宽带电力线通信单元的功耗要求。     

无线传感器网络节点的低功耗设计

无线传感器网络(WSNs)能够协作地实时监测、感知和采集各种环境对象的信息,并将信息传递给系统用户主机进行分析处理。节点具有感知和路由的功能,在实际的应用中,功耗是影响节点工作寿命的关键因素。设计分析了WSNs系统功率消耗的构成,并从硬件和软件方面提出和总结了WSNs的低功耗设计方法,设计了一种低功耗的WSNs节点,并进行了测试,结果证明:该方法适合WSNs节点的应用,具有易使用、低功耗特点。     

导航基带处理器芯片的低功耗设计

提出了在独立式结构的基础上进行结构和算法优化的方法。采用软硬件结合的方法来实现卫星信号的捕获、跟踪以及导航计算。载波解调和C/A码解扩由ASIC硬件形式的基带信号处理器来完成,而在微处理器中运行的信号跟踪控制软件则调节基带信号处理器中的各种操作。微处理器对快速捕获模块和相关器多个通道进行流水线配置,协调利用相关器模块的多个通道,达到节省电路资源和降低功耗的目的。     

基于WirelessHART协议的适配器低功耗设计

针对WirelessHART适配器因功耗高造成回路压降大,导致工作不稳定以及过程数据回传周期长、实时性差的问题,提出一种基于WirelessHART协议的适配器低功耗设计。本设计分析了适配器能耗最高的搜索态与运行态特点,采用多态独立式节能策略。搜索态阶段,通过动态MCU睡眠机制,优化广告包搜索算法,提高搜索效率,使回路压降只有2.5 V,保证入网稳定性。运行态阶段,引入电能动态自适应算法与MCU睡眠机制,降低电能消耗,结合TDMA时隙调度算法,提升过程数据回传的实时性。实验表明,适配器以4~20 mA回路供电方式,在环境温度-40℃~85℃条件下,工作稳定,整体功耗降低40%,过程数据回传周期缩短4倍。     

Optimal PMU-based monitoring architecture design for power systems

This paper is dedicated to a new methodology for designing an optimal monitoring architecture by using a limited number of PMUs (Phasor Measurement Units) and PDCs (Phase Data Concentrators). The optimal design problem consists in defining the optimal location of both PMUs and PDCs by maximizing the expected value of the trace of the observability gramian of the power system over a large number of set point scenarios, while minimizing some communication infrastructure costs. Furthermore, a nonlinear dynamical state-observer, based on the Extended Kalman Filter, is proposed. This state-observer allows to take transient phenomena into account for wide-area power systems described by algebraic-differential equations, without needing nonlinear inversion techniques. The overall approach is illustrated with the IEEE 10 generator 39 bus New England power system.