使用低功耗电子设备设计低功耗嵌入式系统指南 YASHU SWAMI 印度苏兰帕莱姆阿迪亚工程学院 (A) 电子与计算机工程系 摘要:低功耗嵌入式系统 (LPES) 和物联网产品的设计可能包括多种电源管理技术,也可能包含有助于降低功耗的复杂片上功能。嵌入式系统的电源管理和低功耗也是通过复杂的算法实现的,每个低功耗系统 (LPS) 都可能需要多种方法来避免使用额外的电池电量。在创建必须极其节能且同时提供必要计算能力的 LPES 时,我们可以使用多种策略。这完全取决于必须满足的设计规范。然后,如果可行的话,从低功耗电子设备 (LPE) 中选择合适的低功耗组件。在研究和审查了多个 LPES 实时项目后,我们列出了一些可用于实现嵌入式系统低功耗设计和功耗的策略。在分析了大量 LPES 实时项目之后,我们列出了使用 LPE 进行嵌入式系统低功耗设计的几种方法。LPES 设计还有其他好处。LPES 产生的热量更少,对环境更有利。对于 1000 个 LPES 设备,每个设备节省一瓦功率等于一千瓦时,即我们可以节省 1 单位电力。低功耗设计可提高组件和系统的可靠性。嵌入式系统的使用寿命得到延长。在许多情况下,LPES 设计可能会降低生产成本。所选的 LPE 组件更实惠、更便宜。因此,低瓦数电源、LPES 设计更简单、更便宜。关键词:- 低功耗嵌入式系统、低功耗设计、低功耗 PCB、低功耗电子元件、电源管理、电池管理、算法优化。
学士:首尔国立大学电子工程学士 (1996 - 2000) 硕士:首尔国立大学电子工程学士 (2000 - 2002) 博士:首尔国立大学电子工程学士 (2002 - 2006) 工作经历
对于高相干性固态量子计算平台来说,微波频率下低损耗的电介质是必不可少的。在这里,我们通过测量集成到超导电路中的由 NbSe 2 –hBN–NbSe 2 异质结构制成的平行板电容器 (PPC) 的品质因数,研究了六方氮化硼 (hBN) 薄膜在微波范围内的介电损耗。在低温单光子范围内,提取的 hBN 微波损耗角正切最多在 10 −6 中间范围内。我们将 hBN PPC 与铝约瑟夫森结集成,以实现相干时间达到 25 μs 的传输量子比特,这与从谐振器测量推断出的 hBN 损耗角正切一致。与传统的全铝共面传输相比,hBN PPC 将量子比特特征尺寸缩小了约两个数量级。我们的研究结果表明,hBN 是一种很有前途的电介质,可用于构建高相干量子电路,它占用空间大大减少,能量参与度高,有助于减少不必要的量子比特串扰。广义的超导量子比特包括由电感和电容元件分流的约瑟夫森结,它们共同决定了它的能谱 1 。虽然理想情况下,组成超导量子比特的材料应该是无耗散的,但量子比特退相干的主要因素是量子比特的电磁场与有损体积和界面电介质的相互作用 2 。在典型的超导电路中,介电损耗可能发生在约瑟夫森结的隧穿势垒中,以及覆盖设备的许多金属和基底界面的原生氧化层中 3、4 。这些电介质通常是具有结构缺陷的非晶态氧化物,可以建模为杂散两能级系统 (TLS)。虽然这些 TLS 的微观性质仍有待完全了解,但已确定 TLS 集合与超导量子电路中的电磁场之间的相互作用限制了量子比特的相干性和超导谐振器的品质因数。人们还怀疑 TLS 可能存在于设备制造过程中留下的化学残留物的界面处 4、5。
有机 - 无机杂种钙钛矿(OIHP)已被证明是有希望的非易失性记忆的活动层,因为它们在地球,移动离子和可调节的尺寸中的丰富丰度。但是,缺乏对一维(1D)OIHP的可控制造和存储特性的研究。在这里,报告了1D(NH = CINH 3)3 PBI 5((IFA)3 PBI 5)钙钛矿和相关的电阻记忆特性。溶液处理的1D(IFA)3 PBI 5晶体具有良好定义的单斜晶相和长度约为6 mm的针状形状。它们表现出3 eV的宽带隙,高分解温度为206°C。此外,使用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和Dimethyl Sulfoxide(DMSO)的双溶剂获得了具有良好均匀性和结晶的(IFA)3 PBI 5薄膜。研究了这种各向异性材料的内在电性能,我们构建了仅由Au /(IFA)3 PBI 5 /ITO组成的最简单的存储单元,该电池构成了带有横式阵列设备构造的高型设备。电阻随机访问存储器(RERAM)设备具有双极电流 - 电压(I-V)磁滞特性,显示了所有基于OIHP的新闻器的记录低功耗〜0.2 MW。此外,我们的设备拥有最低的功耗和“设置”电压(0.2 V),其中最简单的基于钙钛矿的存储器设备(也包括无机设备),这不需要需要双金属电极或任何其他绝缘层。他们还表现出可重复的电阻切换行为和出色的保留时间。我们设想1D OIHP可以丰富低维杂种钙钛矿库,并为内存和其他电子应用程序领域中的低功率信息设备带来新的功能。
应用电路 微机复位电路 通常需要复位电路来保护微机系统免受电源线中断导致的故障。以下示例显示了不同输出配置如何在各种系统中执行复位功能。 NMOS 开漏输出应用,用于独立电源