收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

无线传感器网络节点基带处理器关键电路的低功耗设计

高丹  
【摘要】: 能量受限,如何降低节点功耗,是无线传感器网络需要解决的首要问题。论文主要研究了节点无线通信模块中基带处理器的典型单元Viterbi译码器和DS/BPSK扩频电路的低功耗设计: 对(3,1,9)Viterbi译码器各子单元分别提出了具有针对性的低功耗设计方法:在设计BMU时,提出根据各分支预编码的对称性,可以节约大概80%的硬件开销;在设计ACSU时,提出采用预计算方法,可以将输入对电路开关活动性的影响降低12.5%以上;在设计PMU时,针对混合结构的原位更新方式,提出采用状态映射地址SMA,来实现新状态在下一轮加比选运算中和存储单元物理地址PA的对应,并通过标识最高位的方法,来减少SMA更新引起的功耗,相比于乒乓方式,功耗可节约46%左右;在设计SMU时,提出通过引入指针,标识最高位以及设置终止信号的方式,可以有效阻止无用寄存器的更新,和传统RE结构相比,可降低约30%的电路功耗。 由于现有扩频芯片并不适合无线传感器网络工作的特点,而前几代节点端机分别采用DSP或FPGA来实现DS/BPSK技术,这势必会引起较大的功耗,未来节点发展的趋势是SoC,基于此,我们拟研制系列专用于传感器节点的协议芯片,论文中设计实现的国内首颗传感器节点DS/BPSK扩频芯片就是其中之一,该芯片采用TSMC 0.25μm CMOS工艺,芯片面积约2×2.2 mm~2,在3.3V电源电压,输入时钟58.5MHz条件下,工作电流约6mA,和原来的DSP及FPGA实现方式相比,功耗得到明显降低。 针对测得DS/BPSK芯片毛刺功耗较高的情况,论文对电路毛刺产生和传播的原因进行了分析,对抑制RTL级电路控制信号和数据信号毛刺的技术,以及寄存器门控时钟的方法进行了研究,提出采用基于静态CMOS逻辑的栅控方式,来对DS/BPSK扩频芯片非关键路径上频繁出现毛刺的单元进行改进。 论文工作源自中科院知识创新项目CDMA无线传感器网络,相应成果有助于促进节点向微型化、低功耗方向发展,在实用性方面,具有一定的参考价值。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 金福宝;曹军;;无线传感器网络节点的低功耗设计[J];传感器与微系统;2007年04期
2 施汝杰;高佩君;田佳音;闵昊;;ZigBee网络节点基带处理器的设计与实现[J];计算机工程;2008年17期
3 苏志雄;郭慧晶;吴一亮;周剑扬;;无线传感器网络SOC芯片的低功耗设计[J];微计算机信息;2007年05期
4 曾勇;杨涛;冯月晖;;基于nRF24L01的超低功耗无线传感器网络节点设计[J];电子技术应用;2008年07期
5 张大踪;杨涛;魏东梅;;无线传感器网络低功耗设计综述[J];传感器与微系统;2006年05期
6 陈毅成;邹雪城;刘政林;刘菊;;用于无线传感器网络的AES协处理器设计[J];华中科技大学学报(自然科学版);2007年08期
7 宗学军;宋国库;陈斌;姜雪原;;基于无线传感器网络的楼宇环境监测系统设计[J];自动化与仪表;2011年04期
8 段渭军;李晓辉;章宇尘;;低功耗、长时效、可靠传输的无线传感器网络技术现状及进展[J];文物保护与考古科学;2011年03期
9 涂巧玲;张杰;潘建权;曾宪建;;无线传感器网络节点低功耗设计策略[J];电子测量技术;2009年01期
10 郑誉煌;李迪;叶峰;;无线传感器分级休眠模型的研究[J];微计算机信息;2009年01期
11 罗惠谦;张馨;刘恩;乔晓军;张云鹤;;用于温室环境监测de无线传感器的研制[J];传感器世界;2006年05期
12 尹光洪;郭敏;田曦;唐修俊;;基于MSP430的无线传感器节点动态功率管理研究[J];现代电子技术;2010年08期
13 吴瑜;赵欣;任维政;卓晓燕;;无线传感器监测系统的研究与实现[J];电子工程师;2007年09期
14 郭玉秀;王玉田;杨世英;王英超;;基于CC2431的低功耗网络节点[J];仪表技术与传感器;2011年04期
15 崔洋;姜宇;钟丽鸿;张健;胡成全;;数字远传燃气表的低功耗设计与实现[J];传感技术学报;2010年02期
16 ;“HVPE法生长GaN自支撑衬底项目”落户德泓[J];光机电信息;2011年08期
17 丁国鹏,钟晓峰,赵明;闭合平面模型下CDMA自组织网络容量分析[J];微计算机信息;2005年17期
18 曹恒;邱伟;宫文斌;凌正阳;;基于PIC18LF4620与CC2420的无线传感器网络节点设计[J];仪器仪表标准化与计量;2008年04期
19 李文江;魏娟;;ZigBee无线传感器网络节点的低功耗设计[J];成都大学学报(自然科学版);2008年03期
20 罗华;鲁五一;熊红云;;ZigBee无线传感网络节点的实现[J];可编程控制器与工厂自动化;2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭旭斌;叶长城;王忆文;李辉;;基于无线传感器网络的室内定位系统[A];第十五届计算机工程与工艺年会暨第一届微处理器技术论坛论文集(A辑)[C];2011年
2 徐久强;卢锁;赵海;崔行兵;刘大鹏;;基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法的研究[A];第八届沈阳科学学术年会论文集[C];2011年
3 骆吉安;柴利;;无线传感器网络的滚动时域状态估计方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 曹芳菲;何文麟;陈红;;无线传感器网络中基于预测的Top-k监测(英文)[A];第二十五届中国数据库学术会议论文集(一)[C];2008年
5 龙昭华;李景中;蒋贵全;张林;;基于无线传感器网络的普适计算研究[A];第六届和谐人机环境联合学术会议(HHME2010)、第19届全国多媒体学术会议(NCMT2010)、第6届全国人机交互学术会议(CHCI2010)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2010)论文集[C];2010年
6 杨斌;李广军;;面向无线传感器网络的MCU设计与实现[A];第五届中国通信集成电路技术与应用研讨会会议文集[C];2007年
7 任玲;唐昊;周雷;魏振春;;一种能量高效的无线传感器网络自适应传输方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
8 刘阳;杨晓春;王斌;于戈;李斌阳;;无线传感器网络中一种基于历史数据分组的感知查询技术[A];第二十四届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2007年
9 马礼;唐长茂;;一种基于分簇的无线传感器网络数据存储管理系统[A];2010年第16届全国信息存储技术大会(IST2010)论文集[C];2010年
10 梁(韦华);于海斌;;无线传感器网络物理层协议的研究现状[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高丹;无线传感器网络节点基带处理器关键电路的低功耗设计[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2007年
2 姜宇;基于无线传感器网络的远程抄表关键技术研究[D];吉林大学;2011年
3 吴明森;无线传感网中CDMA基带处理器的研究及实现[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2007年
4 赵宝康;无线传感器网络隐私保护关键技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
5 周彦;无线传感器网络中基于量化信息的目标状态估计与融合[D];上海交通大学;2010年
6 谷雨;无线传感器网络中目标覆盖的研究[D];中国科学技术大学;2010年
7 李哲涛;多媒体无线传感器网络中若干算法研究[D];湖南大学;2010年
8 马永波;无线传感器网络精确动态定位及其安全性问题研究[D];吉林大学;2010年
9 罗丹彦;无线传感器网络能量高效组建关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
10 毕嘉娜;无线传感器网络能量有效安全路由协议研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 毕莹;无线传感器网络节点的低功耗研究[D];吉林大学;2008年
2 周亮;无线传感器网络低功耗节点控制器芯片设计与实现[D];电子科技大学;2007年
3 王振兴;无线传感器网络低功耗设计及节能方法研究[D];江南大学;2009年
4 卢伍根;无线传感器网络节点硬件平台的研究与实现[D];解放军信息工程大学;2007年
5 杨冲;低功耗无线传感器网络节点设计[D];北方工业大学;2012年
6 唐禹谱;基于无线传感器网络的仓库监测系统能耗管理研究[D];电子科技大学;2010年
7 蔡殷;基于无线传感器网络的光强环境监测系统设计[D];华中科技大学;2009年
8 黄衍玺;基于无线传感器网络的导航系统设计与实现[D];南京航空航天大学;2009年
9 张涛;基于北斗系统的无线传感器网络目标定位算法研究[D];东北大学;2008年
10 唐健华;无线传感器网络目标优化覆盖的研究[D];南京邮电大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李敬;中国WSN期待爆发[N];计算机世界;2008年
2 陈卫东;中科院上海微系统与信息技术研究所八十华诞[N];科技日报;2008年
3 杨金志刘文;国际信息技术标准制定我国有了重要话语权[N];人民公安报;2008年
4 朱贻军;南京大学—江阴信息技术研究院即将开院[N];江阴日报;2008年
5 鲍龙;挺立在信息技术自主创新的潮头[N];新清华;2006年
6 刘远江;应用型通信技术的有力践行者[N];科技日报;2004年
7 ;普天研究院通过CMMI五级评估[N];人民邮电;2006年
8 本报记者 晓亮;纵横在汉字信息处理世界[N];苏州日报;2005年
9 上海微系统与信息技术研究所;上海微系统所无线传感器网络关键技术攻关取得突破性进展[N];大众科技报;2007年
10 记者  徐瑞哲;氢动力车有望甩掉大高罐[N];解放日报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978