低功耗非制冷红外图像处理专用SoC芯片

非制冷红外成像技术具有非常广泛的应用前景。但是,目前非制冷红外成像芯片存在非均匀校正、图像细节增强和条纹噪声等亟待解决的问题。论文提出并设计一种面向非制冷红外成像的图像处理专用SoC芯片,芯片集成了一个CPU、两个DSP处理器和一个红外图像处理专用加速器,单芯片可实现非制冷低功耗红外图像的非均匀校正、图像滤波、直方图均衡、数字图像细节增强、条纹消除和目标检测跟踪等实时图像处理。同时,研究开发了面向芯片应用的非制冷低功耗红外图像处理算法。采用65-nm CMOS工艺实现了非制冷红外图像专用处理SoC芯片,实现了基于非制冷红外成像芯片和图像处理SoC芯片的小型低功耗非制冷红外成像系统。测试结果表明成像系统可以实现清晰的非制冷红外成像、目标检测及目标跟踪等功能,系统功耗小于2 W,体积相比传统的系统减小了50%,满足对体积、功耗、性能要求比较高的系统的应用需求,具有较高的工程应用价值和前景。     

一种基于单电子隧穿结和MOS晶体管的混合随机数发生器

提出了一种新颖的单电子随机数发生器(RNG).该随机数发生器由多个单电子隧穿结(MTJ)以及单电子晶体管(SET)/MOS管混合输出电路组成.MTJ被用于实现一个高频率的振荡器.它利用了电子隧穿的物理随机性得到了很大的振荡频率漂移.SET/MOS管输出电路放大并输出MTJ振荡器的输出信号.该信号经过一个低频信号采样后,产生随机数序列.所提出的随机数发生器使用简单的电路结构产生了高质量的随机数序列.它具有简单的结构,输出随机数的速度可以高达1GHz.同时,该电路还具有带负载能力以及很低的功耗.这种新颖的随机数发生器对未来的密码和通讯系统具有一定的应用前景.     

一种基于单电子隧穿结和MOS晶体管的混合随机数发生器

提出了一种新颖的单电子随机数发生器(RNG).该随机数发生器由多个单电子隧穿结(MTJ)以及单电子晶体管(SET)/MOS管混合输出电路组成.MTJ被用于实现一个高频率的振荡器.它利用了电子隧穿的物理随机性得到了很大的振荡频率漂移.SET/MOS管输出电路放大并输出MTJ振荡器的输出信号.该信号经过一个低频信号采样后,产生随机数序列.所提出的随机数发生器使用简单的电路结构产生了高质量的随机数序列.它具有简单的结构,输出随机数的速度可以高达1GHz.同时,该电路还具有带负载能力以及很低的功耗.这种新颖的随机数发生器对未来的密码和通讯系统具有一定的应用前景.     

单电子数据转换电路

提出了两种新型的由单电子晶体管、MOS管和电容组成的数模转换(ADC)和模数转换(DAC)电路.这种混合ADC和DAC电路可在室温条件下工作且负载能力大,功耗低.对这种混合单电子晶体管和MOS管的ADC和DAC电路进行了仿真,仿真结果表明两种电路能够在室温条件下正常工作.采样频率达到100MHz以上,功耗约为0.1μW.     

一种用于医疗无线体域网的超低功耗射频收发机

本文提出了一种用于医疗无线体域网的2.4GHz频段超低功耗射频收发机,同时该收发机还带有900MHz频段辅助唤醒通信链路。根据无线体域网的非对称通信特点,我们提出了一种带有高能效非对称架构的射频收发机。该射频收发机包含一个带有超低功耗自由振荡环形振荡器的主接收机和带有快速锁定锁相环频率综合器的高速主发射机。我们还设计了一种带有高转换效率CMOS整流器的无源唤醒接收机,它使得传感器节点不仅具有按需工作的功能,同时还具有几乎为零的待机功耗。该芯片在0.18um CMOS工艺上实现,芯片核心面积为1.6mm2。主接收机在接收100Kbps数据率的OOK调制信号时,可以实现-55dBm的灵敏度;在1V电源电压下,仅消耗210uA电流。主发射机的发射功率为 3dBm,可以实现最大数据率为4Mbps/500Kbps/200Kbps的OOK/4FSK/2FSK调制,在1.8V电源电压下分别消耗3.25mA/6.5mA/6.5mA电流。无源唤醒接收机的最小可检测输入射频能量为-15dBm,整流器的转换效率大于25%     

A fractional-N frequency synthesizer-based multi-standard I/Q carrier generation system in 0.13μm CMOS

This paper proposes a sigma-delta fractional-N frequency synthesizer-based multi-standard I/Q carrier generation system.With reasonable frequency planning,the system can be used in multi-standard wireless communication applications(GSM,WCDMA,GPRS,TD-SCDMA,WLAN(802.11a/b/g)).The implementation is achieved by a 0.13μm RF CMOS process.The measured results demonstrate that three quadrature VCOs(QVCO) continuously cover the frequency from 3.1 to 6.1 GHz(65.2%),and through the successive divide-by-2 prescalers to achieve the frequency from 0.75 to 6.1 GHz continuously.The chip was fully integrated with the exception of an off-chip filter.The entire chip area is only 3.78 mm~2,and the system consumes a 21.7 mA@1.2 V supply without output buffers.The lock-in time of the PLL frequency synthesizer is less than 4μs over the entire frequency range with a direct frequency presetting technique and the auxiliary non-volatile memory(NVM)can store the digital configuration signal of the system,including presetting signals to avoid the calibration process case by case.     

A passive UHF RFID tag chip with a dual-resolution temperature sensor in a 0.18μm standard CMOS process

This paper presents a passive EPC Gen-2 UHF RFID tag chip with a dual-resolution temperature sensor. The chip tag integrates a temperature sensor,an RF/analog front-end circuit,an NVM memory and a digital baseband in a standard CMOS process.The sensor with a low power sigma-delta(ΣΔ) ADC is designed to operate in low and high resolution modes.It can not only achieve the target accuracy but also reduce the power consumption and the sensing time.A CMOS-only RF rectifier and a single-poly non-volatile memory(NVM) are designed to realize a low cost tag chip.The 192-bit-N VM tag chip with an area of 1 mm~2 is implemented in a 0.18-μm standard CMOS process.The sensitivity of the tag is -10.7 dBm/-8.4 dBm when the sensor is disabled/enabled.It achieves a maximum reading/sensing distance of 4 m/3.1 m at 2 W EIRP.The inaccuracy of the sensor is -0.6℃/0.5℃(-1.0℃/1.2℃) in the operating range from 5 to 15℃in high resolution mode(-30 to 50℃in low resolution mode).The resolution of the sensor achieves 0.02℃(0.18℃) in high(low) resolution mode.     

CMOS图像传感器的四通道扩展计数ADC设计

面向科研领域应用的CMOS图像传感器,需要具有低噪声、高动态范围和高灰度分辨率的特点.本文分析了多通道扩展计数ADC结构的性能,提出了一种基于相关多采样技术(Correlated Multiple Sampling, CMS)的15位四通道扩展计数ADC.该ADC的4个并行输入通道采用增量型ADC,第二级采用1个循环型...     

电流复用低功耗多标准快速锁定分数频率合成器

本文采用了电流复用以及频率预置技术实现了低功耗快速锁定频率合成器。系统中嵌入非易失性存储器来避免系统的重复校准来降低实际应用中的功耗。设计采用0.18um CMOS工艺实现,频率覆盖范围0.3~2.54GHz,并且在整个频率带内锁定时间小于5us。建议的电流复用LC-VCO具有较好的FOM值-193.5dBc/Hz。频率合成器在2.4GHz的输出频率时,相位噪声性能-115dBc/Hz@1MHz,参考毛刺小于-52dBc。整体频率合成器在1.8V电源电压下消耗4.35mA电流。     

CCNet:面向多光谱图像的高速船只检测级联卷积神经网络（英文）

针对实现遥感图像中船只目标的快速检测,提出了一个采用多光谱图像、基于级联的卷积神经网络(CNN)船只检测方法 CCNet.该方法所采用两级级联的CNN依次实现感兴趣区域(ROI)的快速搜索、基于感兴趣区域的船只目标定位和分割.同时,采用含有更多细节信息的多光谱图像作为CCNet的输入,能够提升网络提取特征鲁棒性,从而使得检测更加精确.基于SPOT 6卫星多光谱图像的实验表明,与当前主流的深度学习船只检测方法相比,该方法能够在实现高检测精准度的基础上将检测速度提高5倍以上.