高性能低功耗微控制器IP软核设计综述 被引量：4

1

作者 王国平 周端 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2003年第2期1-3,16,共4页

介绍了IP核复用技术及微控制器的发展趋势,探讨了国内外微控制器芯片设计的现状;提出建立高性能、低功耗微控制器IP核库是我国IC设计业的一个发展方向。

关键词 高性能低功耗微控制器 IP软核 设计 MCU SOC 超大规模集成电路 复用技术

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采用新兴隧穿器件的低功耗微控制器设计与实现 被引量：1

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作者 蔡浩 童辛芳 杨军 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2264-2273,共10页

基于隧穿场效应晶体管(TFET)器件的低功耗微控制器设计将器件、电路和系统结合,利用具有超低亚阈值摆幅特性的器件使得电路在非工作情况下达到极低泄露功耗,避免了金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件亚阈值摆幅理论极限带来的功... 基于隧穿场效应晶体管(TFET)器件的低功耗微控制器设计将器件、电路和系统结合,利用具有超低亚阈值摆幅特性的器件使得电路在非工作情况下达到极低泄露功耗,避免了金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件亚阈值摆幅理论极限带来的功耗瓶颈,解决了目前对电池供电设备中微控制器的低功耗需求问题。TFET器件与传统MOSFET器件在工作机理上差异较大,主要体现在关断后具有更低的泄露电流,可以在更低的电压下工作,适用于长休眠电池供电低功耗需求下的物联网应用场景设计。该文调研了近年来TFET器件在低功耗电路设计方面的研究,介绍了传统微控制器的结构以及功耗来源,同时阐述了TFET器件的工作原理、特性以及设计挑战,在数字电路、模拟电路以及系统设计各领域考察了TFET器件的研究发展进程,并对各设计方案进行了优劣势分析,结合文献调研分析了TFET器件在低功耗微控制器设计领域的未来展望。 展开更多

关键词 物联网 低功耗 微控制器 新型隧穿器件

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嵌入式低功耗8位微控制器的设计 被引量：3

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作者 赵毅强 刘长龙 严新文 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1098-1102,共5页

设计实现了一款嵌入式低功耗8位微控制器,采用了类精减指令集计算机(RISC)指令集、哈佛双总线体系和两级四段流水线结构.重点研究了微控制器的功耗分布,并从系统级、寄存器传输级(RTL)和逻辑级进行了功耗的优化.基于Chartered 0.35,μm ... 设计实现了一款嵌入式低功耗8位微控制器,采用了类精减指令集计算机(RISC)指令集、哈佛双总线体系和两级四段流水线结构.重点研究了微控制器的功耗分布,并从系统级、寄存器传输级(RTL)和逻辑级进行了功耗的优化.基于Chartered 0.35,μm CMOS Logic工艺进行了后端设计并流片,测试结果表明其工作频率可达80,MHz3,2,kHz下工作电流为6.75,μA.该微控制器已作为核心控制单元应用于无磁流量计量SoC芯片中,用于完成数据处理和调度工作. 展开更多

关键词 低功耗 嵌入式 微控制器

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高性能低功耗的容错编译技术:错误流压缩算法 被引量：4

4

作者 高珑 杨学军 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第12期2425-2437,共13页

在许多关键应用中,计算机的高性能、低功耗和高可靠性是必须同时满足的要求.传统的软件容错技术频繁使用和比较分支指令检测错误,带来了巨大的性能和功耗的开销.提出了基于计算数据流模型的错误流模型,并设计了错误流压缩算法.在错误流... 在许多关键应用中,计算机的高性能、低功耗和高可靠性是必须同时满足的要求.传统的软件容错技术频繁使用和比较分支指令检测错误,带来了巨大的性能和功耗的开销.提出了基于计算数据流模型的错误流模型,并设计了错误流压缩算法.在错误流压缩算法中,利用附加计算压缩了错误流的直径,显著减少了分支指令的数量,而总指令数不变.针对StreamIT提供的快速傅立叶变换测试程序,采用Wattch对错误流压缩算法进行模拟测试.实验结果表明,当循环参数n=225时,与传统的EDDI算法相比,使用错误流压缩算法可减少分支指令24%以上,IPC提高超过12%,同时,功耗减少了将近5%.给出的推算表明在该实验中,如果内层循环体的存储指令数量为8,分支指令的减少可以达到43%以上. 展开更多

关键词 软件容错 COTS 错误流模型 错误流压缩算法 分支指令 高性能 低功耗

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8位高性能低功耗嵌入式MCU的设计 被引量：3

5

作者 陈瑞森 郭东辉 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2006年第8期820-824,共5页

在分析了嵌入式MCU功耗分布和能耗机制的基础上，研究了降低MCU功耗的可能途径，确定了既可以最大限度降低功耗又能尽量保持系统性能的参数和设计方法，应用这些方法设计了一款高性能、低功耗的便携式的嵌入式MCU，并将其性能分析结果... 在分析了嵌入式MCU功耗分布和能耗机制的基础上，研究了降低MCU功耗的可能途径，确定了既可以最大限度降低功耗又能尽量保持系统性能的参数和设计方法，应用这些方法设计了一款高性能、低功耗的便携式的嵌入式MCU，并将其性能分析结果与其他MCU芯片进行了比较，结果表明，这种设计使功耗和性能之间取得了较好的平衡，有明显的优势。 展开更多

关键词 低功耗 高性能 嵌入式MCU

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基于灵敏放大器的高性能低功耗触发器设计 被引量：1

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作者 黄正峰 苏子安 +3 位作者 曹迪 戚昊琛 倪天明 徐奇 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第12期1633-1638,共6页

文章提出了一种基于灵敏放大器的触发器设计,称为Cinv SAFF。Cinv SAFF沿用Con SAFF的主级部分,引入C单元加2个反相器构成的锁存器作为从级,有效地精简了晶体管的数量,降低了面积成本和功耗开销,其输出端反相器将输出电容负载与内部结... 文章提出了一种基于灵敏放大器的触发器设计,称为Cinv SAFF。Cinv SAFF沿用Con SAFF的主级部分,引入C单元加2个反相器构成的锁存器作为从级,有效地精简了晶体管的数量,降低了面积成本和功耗开销,其输出端反相器将输出电容负载与内部结构相隔离,起到屏蔽内部噪声及毛刺的作用。通过详尽的HSPICE实验,将所提出的Cinv SAFF与其他7种相关结构进行全面对比,仿真结果表明:Cinv SAFF适用于高速运行,可工作于2 GHz的高频环境下;与已有的SAFF相比,在不带负载的情况下,所提Cinv SAFF的功耗、面积开销、功耗延迟积平均减小了25.07%、25.63%、19.3%;而在带20 fF电容负载的情况下,Cinv SAFF的延迟和功耗平均减小了11.8%和19.95%。Cinv SAFF具有较好的功耗、面积开销和功耗延迟积特性,在延迟方面也具有一定可比性。 展开更多

关键词 高性能 低功耗 触发器 灵敏放大器 C单元

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基于65nm工艺的高性能低功耗处理器设计

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作者 权衡 肖瑞瑾 +3 位作者 欧鹏 尤凯迪 黄贝 虞志益 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第19期250-253,共4页

研究并设计一款RISC处理器,从架构设计、电路设计、芯片后端设计多个层次保证其高性能、低功耗的特点。在架构设计层面,通过扩展寄存器堆来提升数据交互的局部性并降低对存储器的访问次数。在电路设计层面,利用动态门控时钟技术对乘除... 研究并设计一款RISC处理器,从架构设计、电路设计、芯片后端设计多个层次保证其高性能、低功耗的特点。在架构设计层面,通过扩展寄存器堆来提升数据交互的局部性并降低对存储器的访问次数。在电路设计层面,利用动态门控时钟技术对乘除法模块和寄存器堆进行高效的时钟控制。在芯片后端设计层面,分析并比较TSMC 65 nm中GP和LP 2种工艺库,采用多阈值设计流程进一步提高处理器的速度并降低功耗。测试结果表明,与其他平台下的性能结果相比,该处理器可以将RS前向纠错解码算法的吞吐率提高4倍~70倍。 展开更多

关键词 高性能低功耗处理器 扩展寄存器 门控时钟 65nm工艺 多阈值

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低功耗高性能的分离比较cache方案

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作者 刘彬 彭蔓蔓 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2007年第10期267-268,285,共3页

提出了一种基于分离比较cache的设计方法，其技术关键在于设计一个用来存储原标志低四位的全相联cache和分离标志比较器，以确保同时获得高性能和低能量损耗。SPEC95仿真结果表明，分离比较cache能够节省传统四路组相联cache13%的存取... 提出了一种基于分离比较cache的设计方法，其技术关键在于设计一个用来存储原标志低四位的全相联cache和分离标志比较器，以确保同时获得高性能和低能量损耗。SPEC95仿真结果表明，分离比较cache能够节省传统四路组相联cache13%的存取时间和45%~60%的能量损耗。 展开更多

关键词 高速缓存 高性能 低功耗 嵌入式系统

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爱特梅尔低功耗8位微控制器为触控感应予以优化

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《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期I0003-I0003,共1页

2010年4月1日，微控制器和触控方案领导厂商爱特梅尔公司宣布其低功耗的ATtiny10／20／40微控制器（MCU）系列，针对按键、滑块和滑轮等触控感应应用予以优化。这些器件包括了AVRMCU及其专利的低功耗picoPower技术，是对成本敏感的工业... 2010年4月1日，微控制器和触控方案领导厂商爱特梅尔公司宣布其低功耗的ATtiny10／20／40微控制器（MCU）系列，针对按键、滑块和滑轮等触控感应应用予以优化。这些器件包括了AVRMCU及其专利的低功耗picoPower技术，是对成本敏感的工业和消费电子市场上多种应用，如汽车控制板、LCD电视和显示器、笔记本电脑、手机等的理想选择。 展开更多

关键词 8位微控制器 低功耗 优化 感应 梅 LCD电视 笔记本电脑 电子市场

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中芯国际采用ARM物理支持90nm技术下的低功耗高性能设计

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《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第7期555-555,共1页

中芯国际和ARM公司共同宣布：中芯国际采用ARM Artisan 物理IP系列产品中的ARM Metro^TM低功耗／高密度产品和Advantage^TM高性能产品，用于90nmLL（低渗漏）和G（主流）处理工艺。

关键词 ARM公司 低功耗 物理设计技术 高性能产品 处理工艺 高密度

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Silicon Labs发表业界最低功能触摸感应微控制器

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《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期857-857,共1页

2010年7月1日，Silicon Laboratories扩充超低功耗F9xx微控制器系列产品，发表业界最低功耗电容式触摸感应微控制器，其触摸唤醒（功耗低于1μA。C8051F9xx系列的最新成员包括F99x和F98x微控制器系列，采用集成触摸感应技术的F99x微控... 2010年7月1日，Silicon Laboratories扩充超低功耗F9xx微控制器系列产品，发表业界最低功耗电容式触摸感应微控制器，其触摸唤醒（功耗低于1μA。C8051F9xx系列的最新成员包括F99x和F98x微控制器系列，采用集成触摸感应技术的F99x微控制器特别适用于人机界面；而F98x微控制器则主要锁定在特别重视耗电和低成本应用领域，例如家庭自动化、智能电表、照明控制、安全系统、游戏机和玩具等。 展开更多

关键词 SILICON 微控制器 感应技术 LABS 低功能 超低功耗 家庭自动化 人机界面

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基于CMOS传感器的高性能图像采集系统设计 被引量：15

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作者 任勇峰 王国忠 +1 位作者 储成群 焦新泉 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2019年第1期64-67,共4页

针对当前图像采集系统体积大、功耗高以及性能差的问题,提出了一种基于高速FPGA、低功耗CMOS图像传感器设计的高性能、小型化、低功耗的图像采集系统设计方案。在硬件设计中,采用FPGA作为主控制器;以MT9P031图像传感器作为图像采集前端... 针对当前图像采集系统体积大、功耗高以及性能差的问题,提出了一种基于高速FPGA、低功耗CMOS图像传感器设计的高性能、小型化、低功耗的图像采集系统设计方案。在硬件设计中,采用FPGA作为主控制器;以MT9P031图像传感器作为图像采集前端;利用DDR2作为图像数据的缓冲器;采用千兆以太网作为图像数据的传输接口。在逻辑设计中,采用分时复用以及各级缓冲,从而实现了高速异步图像数据的读写工作,避免了图像数据的丢失以及堵塞,同时,采用重传的设计思想,降低了图像数据的误码率。经验证,该系统能够长期稳定可靠工作,且性能上有了较大的提高。 展开更多

关键词 高性能 低功耗 MT9P031 千兆以太网 重传

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低功耗电离室α测氡仪的设计 被引量：1

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作者 赵为松 方方 +5 位作者 张国华 耿波 周程 郑奕挺 王敏 吴婷 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期761-763,760,共4页

从软硬件设计角度介绍了α杯测氡仪低功耗设计的若干关键技术。该仪器以微处理器为核心,来完成数据采集、处理,显示、存储、通信等功能。给出了仪器的实际应用和综合评价参数。

关键词 低功耗 α测氡仪 微控制器 液晶显示 智能仪器 随机管理软件设计

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低功耗智能传感器系统的设计 被引量：5

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作者 吴进 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2009年第8期97-99,共3页

设计了一个电池供电的智能传感器系统。该系统使用一个微控制器单元(MCU)来对整个系统进行控制,以及一个高分辨率的模数转换器(ADC)周期性地对实时传感器输出的模拟信号进行转换。文中首先给出了系统的硬件接口、MCU与ADC的串行口通信模... 设计了一个电池供电的智能传感器系统。该系统使用一个微控制器单元(MCU)来对整个系统进行控制,以及一个高分辨率的模数转换器(ADC)周期性地对实时传感器输出的模拟信号进行转换。文中首先给出了系统的硬件接口、MCU与ADC的串行口通信模式,然后对两种降低系统功耗的方法进行了详细地分析比较。结果表明,以突发方式工作能有效降低系统功耗。最后,提供了软件代码及代码流程分析,为类似系统的设计与实现提供了参考。 展开更多

关键词 传感器 低功耗 微控制器单元 模数转换器

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动态电压调节技术在高性能计算领域的能效研究 被引量：1

15

作者 易会战 罗兆成 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2012年第8期86-92,共7页

功耗问题是未来高性能计算机系统性能提高面临的最突出问题之一,本文调查典型的低功耗技术动态电压调节应用于高性能计算机系统的有效性。建立了动态电压调节技术在高性能计算领域的能耗模型,提出了程序运行时钟能耗和真实能耗的概念。... 功耗问题是未来高性能计算机系统性能提高面临的最突出问题之一,本文调查典型的低功耗技术动态电压调节应用于高性能计算机系统的有效性。建立了动态电压调节技术在高性能计算领域的能耗模型,提出了程序运行时钟能耗和真实能耗的概念。在三种典型的计算机系统上,使用智能功率仪表测试使用动态电压调节技术后的系统能耗,说明了动态电压调节技术在高性能计算领域节能降耗的有效性。 展开更多

关键词 动态电压调节 低功耗 高性能计算机 功耗测试

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一种低功耗电子系统的设计

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作者 钱承山 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第3期35-38,共4页

根据设计电子式多用户水表等电子系统的实践,阐述了低功耗电子系统的设计中出现问题解决的思路。对于如何降低单片机系统的功耗,本文给出了设计的电子式多用户水表的硬件解决方案和降低功耗的软硬件措施,这一硬件方案和降耗措施,可应用... 根据设计电子式多用户水表等电子系统的实践,阐述了低功耗电子系统的设计中出现问题解决的思路。对于如何降低单片机系统的功耗,本文给出了设计的电子式多用户水表的硬件解决方案和降低功耗的软硬件措施,这一硬件方案和降耗措施,可应用于其他多种低功耗仪器的设计。 展开更多

关键词 低功耗 微控制器 多用户水表

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SoC总线的低功耗分支编码方案 被引量：2

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作者 李栋 王小力 +1 位作者 杨斌 赵长睿 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第12期3633-3636,共4页

为了降低So C总线功耗,提出一种总线低功耗分支编码。该编码的基本思想为:对于地址总线,当地址连续时将地址总线死锁,当地址不连续时动态地调整窗口大小对其进行翻转编码;对于数据总线,对不同数据位宽分别设置两个汉明距阈值,当汉明距... 为了降低So C总线功耗,提出一种总线低功耗分支编码。该编码的基本思想为:对于地址总线,当地址连续时将地址总线死锁,当地址不连续时动态地调整窗口大小对其进行翻转编码;对于数据总线,对不同数据位宽分别设置两个汉明距阈值,当汉明距落在两个阈值之间则查找有效数据通道翻转密集区并对该区取反,两个阈值之外则采用翻转编码。该方法的编解码电路在32位AHB总线系统上实现,实验证明该方法与未编码之前相比将地址总线跳变率降低了51.2%,数据总线跳变率降低了22.4%,系统总功耗降低了28.9%。将T0编码、BI编码等方法在相同系统下实现后与所提方法作比较,证明分支编码方法在降低跳变率和功耗上有明显的优势。 展开更多

关键词 分支编码 总线编码 低功耗 高级高性能总线 跳变率

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低功耗总线编码技术 被引量：2

18

作者 尹立群 冯庆 袁国顺 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第15期238-240,共3页

为了降低总线翻转率通常对总线进行编码。B-I编码是这些编码方法中比较简单实用的一种编码方法。但在连续传输时,它对翻转率降低不明显。该文对B-I编码加以改进,在编码前进行连续与非连续的判断。在连续传输时采用渐进零翻转编码,从而... 为了降低总线翻转率通常对总线进行编码。B-I编码是这些编码方法中比较简单实用的一种编码方法。但在连续传输时,它对翻转率降低不明显。该文对B-I编码加以改进,在编码前进行连续与非连续的判断。在连续传输时采用渐进零翻转编码,从而使得总线进行连续传输时翻转率接近为零。改进后的编码对同一段程序,相对于B-I编码翻转率进一步下降了28.7%,面积增加了18 225μm2。 展开更多

关键词 先进微控制器总线结构 低功耗设计 总线编码 翻转率 B-I编码

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飞思卡尔推出新的S08系列微控制器产品

19

《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1152-1153,共2页

关键词 飞思卡尔半导体公司 微控制器 电器产品 HCS08 中央处理单元 高度集成 低功耗 MCU

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具有RF遥控功能的ARM控制指纹锁设计与实现 被引量：3

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作者 高福友 周俊勇 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2010年第11期2482-2486,共5页

采用高集成度低功耗单片RF接收器、低功耗SoC单片机及ARM微控制器等设计了具有RF遥控功能的指纹锁。针对指纹锁的特点,设计了基于ARM控制器LPC2468、指纹传感器MBF200、静态存储器IS61LV51216、串口Flash存储器M25P128、语音芯片ML2282... 采用高集成度低功耗单片RF接收器、低功耗SoC单片机及ARM微控制器等设计了具有RF遥控功能的指纹锁。针对指纹锁的特点,设计了基于ARM控制器LPC2468、指纹传感器MBF200、静态存储器IS61LV51216、串口Flash存储器M25P128、语音芯片ML2282、键盘扫描器MAX6954的指纹锁控制系统,以及基于低功耗的SoC微控制器C8051F930、RF接收器Si4330、直流电机驱动器MC33899的遥控开关锁系统,重点介绍了C8051F930的/INT0和SPI0中断服务程序,并设计并实现了指纹锁结构。试验结果表明,该遥控指纹锁具有功耗低、操作可靠、安全等特点。 展开更多

关键词 遥控指纹锁 ARM微控制器 SOC单片机 低功耗

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