低功耗XOR门的快速分解技术

为了在相对短的时间内得到基于XOR门电路的最优结构，并达到功耗优化的目的，以XOR门输入信号的概率为依据进行低功耗分解，提出了一种新的基于XOR门的电路功耗优化技术．实验结果表明：提出的算法能在更短的时间内实现功耗优化，且比现有的方法最多可提高8．9％，同时也证明了提出的算法在功耗节省方面比其他同类算法更有效．     

Reed-Muller逻辑电路的功耗估算技术

提出了一种Reed-Muller(RM)逻辑电路的功耗估算方法.将多输入AND/XOR门分解成由2输入AND/XOR门构成的树,采用信号的跳变密度和信号概率来计算内部节点信号的开关活动率,从而实现电路的功耗估算.实验结果表明:该方法得到的估算结果与电路实际功耗二者之间具有良好的线性关系.     

基于近似计算技术的FPRM逻辑功耗优化

提出了一种基于近似计算技术的FPRM逻辑功耗优化的算法, 该算法包括基于信号概率和跳变密度的固定极性Reed-Muller(Fixed Polarity Reed-Muller, FPRM)函数动态功耗模型, 基于遗传算法的以功耗优化为导向的RM逻辑极性搜索方法, 以及利用双锐积运算的RM逻辑错误率计算方法. 在错误率的约束下, 通过有选择性地删减部分乘积项, 实现功耗优化. 提出的算法用C语言实现, 并用MCNC Benchmark电路测试. 结果表明: 与原始FPRM电路功耗相比, 在平均错误率为3.21％时, 电路动态功耗平均减少了22.77％.     

流水线模数转换器系统功耗建模与优化方法

针对低功耗应用的需求,对流水线模数转换器(ADC)的系统功耗进行了研究与分析,深入探讨了余量放大器电流、级分辨率分配、热噪声限制、电容缩减系数以及前级采样保持电路等因素对系统功耗的影响.在分析基础上进行了功耗建模,导出系统总功耗.同时,提出采用混合搜索算法来同时优化流水线每一级的精度和单位电容值,实现了一个可以自动完成整个优化过程的CAD工具,应用该工具分别在不同优化条件下对10～15位流水线ADC进行了优化,并给出了14位,100MS.s-1 ADC的具体优化结果.     

基于树形Mux的逻辑电路优化

为实现用case语句描述的逻辑电路的面积和延迟优化,提出了一种基于树形Mux的逻辑电路优化方法.该方法先将case语句转换为树形Mux,通过合并case语句实现Mux树中Mux门的个数和层级减少,并通过化简地址逻辑实现地址再编码电路的精简,进而实现映射后电路面积与延迟的优化.提出的算法使用C++语言实现,电路面积和延迟优化结果由常用学术开源EDA工具abc,结合国内EDA公司提供的映射库得到.实验结果表明,相比于abc工具,使用该方法得到的面积和延迟优化分别提升了26%和21%.     

基于AIG的多级逻辑电路延迟近似优化

在对多级逻辑电路延迟进行优化中,提出了一种针对关键路径中节点输出的近似替换方法,用于实现延迟优化.提出的算法先建立待优化电路的关键路径集合,然后通过选取每一条关键路径中错误率影响最小的节点构成待优化节点集,再结合提出的节点输出近似替换技术,在错误率约束下实现节点删除和关键路径压缩,进而达到多级逻辑电路延迟优化.提出的算法用C++和ABC工具内置命令编程实现,使用ISCAS85以及LGSynth91电路进行测试.实验结果显示,与已提出的常量替换方法相比,面积和延迟优化效果分别提升22.96%和31.49%.同时相较于最新提出的针对延迟优化的算法,在延迟优化效果相近的情况下,算法运行时间上有61.88%的提升.     

基于模拟退火遗传算法的三值FPRM电路功耗优化

在三值FPRM(Fixed-Polarity Reed-Muller)逻辑函数中,n变量函数有3ⁿ个固定极性.针对不同极性下FPRM电路功耗不同的特点,研究了三值FPRM逻辑表达式,提出一种基于模拟退火遗传算法的三值FPRM电路功耗优化方法.首先,根据三值逻辑函数表达式和开关信号传递理论,建立三值FPRM电路功耗估计模型;再利用模拟退火遗传算法对三值FPRM电路进行功耗最佳极性搜索,得到了功耗最低的FPRM电路;最后对13个MCNC Benchmark电路进行仿真.结果表明:与0极性相比,搜索到的最佳极性功耗平均节省了73.98%.     

基于近似逻辑的不完全指定FPRM函数的功耗优化

基于精确逻辑的逻辑综合和优化方法已有广泛的研究. 但有时并非需要精确逻辑, 从而可利用这种特性进行关键指标的综合和优化. 本文提出了基于近似逻辑的不完全指定固定极性Reed-Muller (Incompletely Specified Fixed Polarity RM, ISFPRM)逻辑函数的逻辑优化方法. 首先建立基于二级逻辑的功耗估算模型和近似电路的设计效能评估模型, 然后提出基于近似逻辑的ISFPRM函数的优化算法, 并用遗传算法加以实现. 所提算法应用于MCNC标准电路进行测试, 结果表明在一定的面积约束下, 电路每增加1%的误差率获得12%~18%的功耗优化     

CMOS电路的功耗分析及基于 PSPICE模拟的功耗估计

本文在分析传统直流供电 CMO S电路和新型交流供电 CMOS电路功耗的基础上 ,从系统电源 能耗的角度出发 ,结合 CM OS单元电路的 PSPICE模拟 ,提出了手段较为简便的针对于两类电路单元的 功耗估计方法 ,并具体对两个电路实例进行了功耗估计 . 模拟结果能直观地反映系统内部的开关动作和 能耗特性 .     

基于高低电平预充电方案的功耗恒定型门电路设计

功耗分析攻击（power analysis attack,PAA）,即通过分析数字电路中寄生电容和负载电容充放电引起的功耗变化得到与之相关的信息,因此,消除功耗与数据的相关性已成为防御功耗攻击的重要研究方向,功耗恒定电路便是比较有效的方案之一。基于动态差分逻辑的门电路,设计了可较好消除功耗与存储和计算信息关系的电路,从根本上消除了功耗分析所依赖的功耗-数据相关性的物理基础,提出了一种改进型低功耗、低成本的功耗恒定门电路,设计了高电平预充电和低电平预充电2种方案,并比较了2种方案在功耗恒定性和能耗上的差异。结果表明,与已有方案相比,设计的2种预充电方案均具有更小的功耗偏差,且低电平预充电方案的电路总能耗更低。     

基于CNFET的低功耗三值门电路设计

通过对碳纳米场效应晶体管(Carbon Nanotube Field Effect Transistor,CNFET)的研究,提出一种基于CNFET的低功耗三值门电路设计方案.该方案在分析CNFET结构及其不同尺寸的碳纳米管对应于不同阈值电压特性的基础上,以多值逻辑理论为指导,设计基于CNFET的三值反相器、与非门、或非门等单元门电路,最后利用HSPICE对所设计的电路进行仿真.结果表明:所设计电路具有正确的逻辑功能,与传统三值门电路相比,三值CNFET门电路平均传输速度提高52.7%,平均能耗节省54.9%.     

基于串联门的三值低功耗ECL 门电路

本文讨论了三值ECL 串联门中输入信号的电平移位和输出信号的函数表示形式.利用差动电流开关理论和ECL 串联门结构分析, 本文设计了常用的三值低功耗ECL 电路.     

低功耗CMOS同或门的设计

讨论了现有异或门／同或（XOR／XNOR）门的设计,指出了基于不同逻辑类型设计的门电路的优缺点．考虑到基于CMOS设计的XNOR门相对于其他逻辑门在各方面的优点,重点分析了CMOSXNOR门结构对门电路性能的影响．提出了一个新颖的CMOS同或门电路．经PSPICE仿真模拟表明,新设计在没有增加管子数的前提下,改善了门电路的性能．将新设计应用到全加器的设计中,其功耗和功耗延迟积的改进分别达到了9．9％和11．6％．     

基于低功耗双边沿JK触发器的异步时序电路设计

从JK触发器的激励表出发,介绍了基于单边沿JK触发器的同步时序电路和异步时序电路设计,提出了双边沿JK触发器的完整状态方程,并以此为基础讨论了基于双边沿JK触发器的异步时序电路的设计方法.     

基于MATLAB的布尔津风电系统静态稳定分析

考虑同步发电机调节系统作用．建立了适合静稳计算的风电系统数学模型，并应用Matlab仿真软件进行小扰动后布尔津风电系统静态稳定性分析计算．计算结果证明系统静态稳定．     

基于低功耗与强穿透的ECG传感器节点的设计与实现

针对矿井下信道环境的复杂性与特殊性, 设计并实现了基于低功耗与强穿透的ECG传感器节点. 通过对比论证传感器节点各模块选型, 提出了基于AD8232为心电信号采集芯片、STM 32F103C8T6为处理器以及SI4463为无线收发芯片的ECG传感器节点设计方案. 在阐述传感器节点的软件设计思路与低功耗策略的基础上, 对ECG传感器节点的功耗以及对于矿工ECG信号采集传输性能进行测试与分析.