关键词： 农业机器人   低功耗   BDS   信息融合   Kalman滤波   INS  

摘要： 【目的】融合定位设备大多依赖于BDS-RTK,而BDS-RTK功耗大,在网络信号不佳的区域无法获取差分链路,只能使用标准单点定位(Standard point positioning,SPP),而SPP定位系统存在定位误差大、抗干扰能力弱的问题。本研究致力于解决这些问题。【方法】提出一种惯性导航系统(Inertial navigation system,INS)和BDSSPP传感器信息融合卡尔曼滤波方法,基于该方法开发了低功耗融合定位系统。采用BDS-RTK作为基准,测试了BDS-SPP的低功耗模块静态和动态的误差、航姿参考系统(Attitude and heading reference system,AHRS)零偏和噪声,同时进行滤波器融合定位试验,检测在单天线BDS受到干扰时AHRS的断点续航情况。【结果】BDS定位的静态误差为0.4726 m,BDS-SPP/INS融合定位系统动态平均标准差小于1.9137 m,相较于融合前减少0.1652 m。断点续航试验结果表明,融合定位系统偏移距离平均标准差为3.6365 m,相较于融合前减少了2.5900 m。BDS-SPP/INS融合定位系统比BDS-RTK定位系统功率降低了33.3 W;融合后的输出频率较单独采用BDS-SPP情况提高了3倍。【结论】本文的融合定位装置提高了BDS-SPP的抗干扰能力,减少了定位误差,可以在缺少RTK链路的情况下为农业机器人提供定位,可以为农业机器人导航研究提供了技术基础。

关键词： 模数转换器(ADC)   全差分开关电容器   Sigma⁃Delta调制器   1.5 bit量化   低功耗   可编程增益放大器(PGA)  

摘要： 为满足传感器应用的低功耗需求,设计并实现了一种低功耗Sigma⁃Delta模数转换器(ADC)芯片。该ADC采用一阶全差分开关电容Sigma⁃Delta调制器,且集成了可编程增益放大器(PGA)和Bandgap;使用1.5 bit量化结构,相较于1 bit量化结构减小了3 dB的量化误差;使用优化的反馈电路,减小了电容失配引入的误差;PGA采用轨到轨的运放电路拓扑,增大了整个芯片的电压适应范围。基于180 nm CMOS工艺对该ADC进行了设计和流片。测试结果表明:该Sigma⁃Delta ADC在采样频率512 kHz、过采样率(OSR)为256时,峰值信噪谐波失真比(SNDR)和有效位数(ENOB)分别为75.29 dB和12.21 bit,芯片功耗仅为0.92 mW。芯片能在2.3~5.5 V宽电源电压范围内正常工作,可实现最大128 V/V的增益。适用于小型传感器的信号测量应用,可以满足小型传感器低功耗、高精度的需求。

关键词： 片上变压器   数字隔离器   编解码   脉冲调制   高速率   低延时   高可靠性   低功耗  

摘要： 利用层叠式微型片上变压器的隔离传输方式，文中设计了一种应用于隔离驱动电路的数字隔离器编解码方案。针对现有隔离器主流编解码方案中射频调制功耗过高和脉冲调制速率限制及可靠性问题，文中采用单双脉冲编解码技术降低功耗并优化编解码方式。相较于传统单双脉冲解码方式，将解码电路中采样脉冲信号改为边沿触发信号可提高可靠性，信号传输速率提升近两倍，降低了延时时间，并结合刷新计时电路和看门狗电路实现数字隔离器的可靠传输。实验结果表明，数字信号可实现DC～90 Mbps的隔离传输，编解码整体静态功耗为0.574 mA，动态功耗为0.257 mA/Mbps，延时时间小于18 ns，脉宽失真小于2 ns。

关键词： 国产化   龙芯   FPGA   嵌入式系统   驱动   PCIe  

摘要： 该文对基于龙芯2K1000国产化CPU和Xilinx Kintex-7 325T FPGA的嵌入式实验平台的构建进行研究,通过嵌入式软件环境和对XDMA驱动程序中内存拷贝方式、中断处理方式进行优化设计,实现2K1000的PCIe接口高达400 MB/s与FPGA的高性能数据交互,满足在国产化嵌入式实验平台下的高性能数据处理需求。

关键词： 工业软件   多线程   异步处理   队列维护  

摘要： 本文为解决多工位工业相机协同工作中出现的响应速度慢、控制器丢弃触发指令、重复触发拍照问题,提出基于多工位相机同步工作的异步处理机制,该机制包括防止重复拍照处理机制、防止相机控制系统丢弃命令流程卡死等待机制、多线程异步处理机制以及指令队列维持策略,并在多功能共晶贴片机设备完成验证。实验结果证明,该机制可较好地应用于工业软件控制,提高设备生产效率。

关键词： 龙芯3A   龙芯   自主可控  

摘要： 2023年11月28日,新一代国产CPU——龙芯3A6000在北京正式发布,这款无须依赖任何国外授权技术的CPU的问世,标志着国产CPU在自主可控程度和产品性能上攀升至新高度。

关键词： 精密定轨   ARM架构CPU   多线程   OpenBlas  

摘要： 以国产飞腾CPU为例,讨论在国产ARM架构CPU基础上的导航卫星精密定轨解算效率优化方法。基于导航卫星精密定轨解算流程中钟差约化和法方程求逆耗时较多,分别利用多线程和OpenBlas对上述2个过程进行优化。结果表明,优化后解算效率大幅提升。钟差约化方面,采用100个测站32颗导航卫星进行解算时,原始单历元平均耗时1.105 s,优化后为0.188 s;法方程求逆方面,原始求逆平均耗时2 264 s,优化后仅需78 s。

关键词： 5G通信技术   低功耗   电源系统   设计与优化  

摘要： 随着科学技术的高速发展,5G技术推动着人类社会的进步。5G通讯电源系统是网络建设的基础,需要同时满足4G、5G通讯技术的基础路径,以适应不同网络环境的发展需求,因此要构建好5G通信技术的低功耗电源系统的针对性技术解决方案。通信电源可以提供稳定电能给移动通信设备,防止设备出现断电故障,是通讯系统中的重要组成部分。本文分析5G基站的功耗,以及当前为5G基站供电的困难,从而探讨5G网络在DC机房电源问题中的解决方案,并对5G通信技术的低功耗电源系统进行设计与优化,为5G基站的供电优化提供参考。

关键词： InGaAs探测器   低功耗   短波红外   全差分运算放大器   TEC温度控制  

摘要： 短波红外兼具可见光与热红外的成像优点,近年来得到了快速的发展。现有的短波红外相机多应用于机载或车载平台,可以对快速移动的目标进行跟踪识别,但是存在尺寸重量较大、功耗成本较高等问题,限制了其在民用方向的推广。针对这一问题,提出了一种低功耗、低成本、小型化的短波红外成像组件解决方案,降低帧频以精简信号处理架构;选择国产低功耗现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)芯片;提高电源效率,在保证信噪比的前提下,单板面积减小到38 mm×38 mm,正常工作状态下功耗为2.8 W。在短波红外相机的尺寸和功耗方面都有了显著优化,降低了成本及装载要求,提升了续航能力,为民用方向的推广起到了一定的推动作用。

关键词： 脉冲超宽带发射机   低功耗   高速率   超宽带通信   注入锁定环形振荡器  

摘要： 针对高速无线通信的应用场景,该文提出了一种低功耗高速率的脉冲超宽带发射机架构。发射机采用注入锁定环形振荡器产生射频载波,同时基带信号通过基于有限长单位冲激响应滤波器的模拟延迟线产生发射所需要的波形,不仅减少了发射机的功率损耗,而且更好地满足了FCC MASK的要求。该发射机电路采用40 nm CMOS工艺设计和仿真验证,仿真结果表明,所提出的脉冲超宽带发射机可实现OOK和BPSK调制,具有1.1 GHz和2.2 GHz两种发射带宽,最大数据传输速率可达499.2 Mb/s,其能量效率为11.8 pJ/bit。