基于自适应DVFS的SOC低功耗技术研究 基于自适应动态电压频率调节（DVFS）技术是一种有效的降低SOC（System on Chip）功耗的方法。本文提供了一种自适应DVFS方式，构造了与之对应的系统模型。在计算机上对该模型进行了模拟实验，得到一组均衡的前向预测参数。 SOC低功耗技术研究的重要性在于，随着嵌入式消费电子产品的普及，媒体处理与无线通信、3D游戏逐渐融合，其强大的功能带来了芯片处理能力的增加，在复杂的移动应用环境中，功耗正在大幅度增加。因此，降低嵌入式芯片的功耗已迫在眉睫。 DVFS技术可以降低芯片功耗，降低动态功耗的手段有两种：一是通过工具优化逻辑结构来降低a；二是通过编码方式来实现低的a，例如采用翻转码。同时，降低静态功耗可采用Multi-Vdd，Multi-Vth两种方法。 在DVFS系统中，CPU是一个电压可变的power domain，称为CPU_subsys。其他模块则是另一个power domain，称为peri_subsys，其中包括外部memory接口（EMI）、媒体协处理器（MCP）、LCD控制器（LCD）、以及与电压控制相关的PerformanceMonitor（PM）模块。 本文研究了一种基于自适应DVFS的SOC低功耗技术，通过构造系统模型和模拟实验，得到了一组均衡的前向预测参数。该技术可以降低芯片功耗，提高低功耗电子产品的性能和可靠性。 DVFS技术可以应用于各种嵌入式系统，如手机、笔记本电脑、平板电脑等，以降低功耗和提高性能。同时，DVFS技术还可以应用于数据中心和云计算等领域，以降低服务器的功耗和提高数据中心的效率。 本文提供了一种基于自适应DVFS的SOC低功耗技术，通过降低动态功耗和静态功耗，提高了低功耗电子产品的性能和可靠性。该技术可以广泛应用于各种嵌入式系统和数据中心等领域，以降低功耗和提高性能。 在DVFS技术中，降低动态功耗的手段有多种，包括降低a、降低Ceff、降低fclock等。其中，降低a可以通过工具优化逻辑结构或编码方式来实现。降低Ceff可以通过选择合适的工艺来实现。降低fclock可以通过gated clock时钟来实现。 在DVFS系统中，PerformanceMonitor（PM）模块用于监控芯片性能，并根据性能变化，直接调节电压和频率。Power Controller（PC）模块用于计算控制参数，并传递给Power Supply（PS）模块，用于提供可变的电压Vdd_arm。 本文提供了一种基于自适应DVFS的SOC低功耗技术，通过降低动态功耗和静态功耗，提高了低功耗电子产品的性能和可靠性。该技术可以广泛应用于各种嵌入式系统和数据中心等领域，以降低功耗和提高性能。

《超低功耗单片无线系统应用入门源程序工程版》是针对nrf24LE1芯片设计的一个学习资源，旨在帮助初学者理解和掌握无线通信技术在低功耗单片机上的实现。nRF24LE1是一款由Nordic Semiconductor推出的具有内置射频（RF）功能的8位微控制器，其主要特点就是低功耗和高效的无线通信能力。本项目通过实例源代码，详细介绍了如何在实际应用中利用nRF24LE1进行无线数据传输。 nRF24LE1芯片集成了一个2.4GHz的无线收发器，支持IEEE 802.15.4标准，可以用于构建Zigbee、WirelessHART等无线网络。它具有128KB的闪存和8KB的RAM，同时内含增强型8051内核，使得它在处理无线通信任务时具有较高的灵活性和性能。 在源程序工程版中，开发者通常会包含以下几个关键部分： 1. 初始化配置：包括设置无线频道、功率级别、CRC校验等，以确保通信的稳定性和可靠性。这通常在启动代码或初始化函数中完成。 2. 数据收发模块：实现无线数据的发送和接收。nRF24LE1提供了SPI接口与外部设备交互，开发者需要编写相应的驱动程序来控制芯片的寄存器，实现数据的封装、发送和解封装、接收。 3. 电源管理：nRF24LE1的一大特点是低功耗，因此在设计时需要考虑如何在空闲模式下降低功耗，例如设置适当的唤醒机制，使得芯片在没有数据传输时能够进入休眠状态。 4. 错误检测与处理：无线通信过程中可能会遇到信号干扰、丢包等问题，因此源程序需要包含错误检测和重传机制，以提高通信的鲁棒性。 5. 应用层协议：根据实际需求，可能还需要定义应用层的数据格式和交互协议，比如心跳包、命令响应等。 6. 实际应用示例：可能包括无线传感器网络、遥控玩具、智能家居等，通过这些示例，学习者可以直观地理解如何将nRF24LE1应用于实际项目中。 通过学习这个源程序工程版，开发者不仅可以掌握nRF24LE1的硬件接口和通信协议，还能了解如何在实际工程中优化功耗、提高通信效率。这将为未来开发基于无线通信的低功耗系统打下坚实的基础。在探索的过程中，建议配合官方的数据手册和应用笔记，以便深入理解芯片的特性和限制，从而更好地利用nRF24LE1的全部潜力。

### 芯片功耗分析理论知识讲解（二） #### NLDM与CCS模型解析 在集成电路设计领域，为了确保电路的功能性和效率，时序分析是不可或缺的一环。特别是随着技术节点不断缩小，传统方法逐渐暴露出局限性，新型模型如NLDM（非线性延迟模型）和CCS（复合电流源）应运而生。本文将详细介绍这两种模型，并探讨它们在集成电路设计中的应用。 ##### 一、NLDM模型 **1.1 NLDM概述** NLDM模型是在65nm及之前的工艺节点中广泛使用的一种时序分析方法。它分为两部分：驱动模型（Driver Model）和接收器模型（Receiver Model）。 **1.1.1 NLDM驱动模型** NLDM驱动模型用于描述单元从输入到输出的延迟以及输出的转换时间。具体来说： - **Delay Threshold**: 定义为输出信号达到VDD的50%电压点时的时间。 - **Transition Threshold**: 包括上阈值(如70%)和下阈值(如30%)，用来确定信号边沿的转换时间。 在.lib文件中，NLDM驱动模型是以二维查找表的形式出现的，其中输入转换时间和输出负载作为索引。 **1.1.2 NLDM接收器模型** NLDM接收器模型通常被简化为一个等效电容，用于模拟单元的负载特性。值得注意的是，不同边沿（上升和下降）对应的电容值可能不同。 **1.1.3 NLDM遇到的问题** 尽管NLDM在早期技术节点上表现良好，但随着工艺节点的减小，其准确性受到了挑战。主要原因包括： - **金属连线电阻增加**：在先进节点中，金属连线的电阻变得更大，这导致电压源模型失真。 - **Miller效应增强**：随着工艺节点的减小，Miller效应变得更加显著，单一的电容值已不足以准确描述实际状况。 ##### 二、CCS模型 为了解决NLDM模型在先进工艺节点上遇到的问题，CCS模型被提出。它同样包含驱动模型和接收器模型两个组成部分。 **2.1 CCS驱动模型** CCS驱动模型的核心在于描述流入负载电容的电流值。该模型采用内部无限电流源的概念，即使在网络电阻非常高的情况下也能保持高精度。其参数包括输入转换时间和输出负载。 **2.2 CCS接收器模型** 与NLDM不同，CCS接收器模型考虑了网络电阻的影响，更准确地模拟了实际工作条件下的行为。这种改进使得CCS模型能够更好地应对先进工艺节点带来的挑战。 **2.3 CCS的优势** 相比NLDM，CCS模型具有以下优势： - **精度提高**：尤其是在处理高电阻网络时，CCS模型能更准确地反映实际情况。 - **Miller效应建模**：CCS模型能更有效地模拟Miller效应，这对于评估电阻较小的网络尤为重要。 - **适应性更强**：随着技术节点的发展，CCS模型的优越性更加明显，特别是在低纳米尺度的设计中。 ### 结论 随着集成电路设计不断向更小的技术节点发展，传统的时序分析方法面临着新的挑战。NLDM和CCS作为两种重要的时序分析模型，在不同的工艺节点上表现出不同的适用性和准确性。对于设计师而言，理解这些模型的工作原理及其适用场景至关重要。未来，随着技术的进一步进步，预计将有更多创新的模型和技术出现，以满足不断变化的设计需求。

STM8单片机是STMicroelectronics推出的一种8位微控制器，以其高效能和低功耗特性在嵌入式系统设计中广泛应用。在某些需要长时间运行或电池供电的应用中，实现低功耗模式变得至关重要。本篇文章将详细讲解如何在STM8S003F3P6单片机上使用IAR编译器实现低功耗的Wait模式。 Wait模式是STM8系列单片机的一种节能运行状态，它允许CPU暂停执行，直到有外部中断发生才会恢复运行。这种模式下，时钟系统保持工作，而其他外设可根据其自身电源管理设置进入低功耗状态，从而显著降低功耗。 我们需要理解STM8S003F3P6的电源管理模式。该芯片提供了几种低功耗模式，包括Idle（空闲）模式、Stop（停止）模式和Standby（待机）模式。Wait模式介于Idle和Stop之间，它保留了RAM中的数据，并且在等待中断时能够快速响应。 在IAR Embedded Workbench集成开发环境中，我们可以直接操作STM8的寄存器来配置和进入Wait模式。以下是一些关键步骤： 1. **配置中断**：确保需要唤醒单片机的外部中断已经正确配置。这通常涉及设置中断使能和优先级，以及相关的端口和引脚设置。 2. **设置电源控制寄存器**：在STM8S003F3P6中，电源控制寄存器（PWR_CR）用于管理低功耗模式。需要设置PWR_CR的LPDS位为1，以启用Wait模式。同时，可能还需要根据应用需求调整其他相关位，如PVDE（电源电压检测使能）和DBP（调试模式禁止）等。 3. **进入Wait模式**：在适当的位置（如主循环或特定函数中），通过设置或清除CPU控制寄存器（CCP）的CCPD7位，然后执行`WAI`指令，可以使单片机进入Wait模式。当有外部中断触发时，CPU会自动退出Wait模式并执行中断服务程序。 在提供的`main.c`源代码中，可以看到类似的配置和进入Wait模式的代码段。`main.h`可能包含了相关定义和宏，方便我们访问和设置寄存器。例如： ```c #include "stm8s.h" void setup(void) { // 配置中断和电源管理 } int main(void) { setup(); while (1) { // 进入Wait模式 CCP1配置为写PWR_CR的LPDS位; WAI; // 执行Wait指令 } } ``` 编译过程中的`pulse_power.ewd`、`.ewp`和`.eww`文件是IAR编译器产生的工程工作区和项目文件，它们存储了编译器设置、链接器选项以及项目依赖等信息。`Backup of PWM.ewp`可能是旧版本的项目文件，用于备份或回滚。`clear_compile_garbage_files.bat`可能是一个批处理文件，用于清理编译过程中生成的临时文件，以保持工作环境整洁。`BuildLog.log`和`TermIO.log`则记录了编译过程和终端输出信息，帮助开发者追踪错误和警告。 总结来说，实现STM8单片机的低功耗Wait模式，需要理解电源管理寄存器的配置，正确设置中断，以及在合适的地方执行进入Wait模式的指令。通过这种方式，我们可以有效地降低功耗，延长设备的运行时间，尤其适用于电池驱动或对功耗敏感的项目。

提出了一种以MSP430F149为主控芯片、nRF24L01为无线传输芯片、AD627为前置放大器的低功耗无线应变传感器的设计方案,给出了该传感器的总体结构,详细介绍了该传感器数据采集发射子系统的软硬件设计方法,并对该传感器进行了能耗分析和测试,得出了该传感器的能耗公式。经理论计算,该无线应变传感器的平均电流消耗为32μA,比现有无线应变传感器的能耗低;测试结果与理论分析结果基本一致,且电池使用寿命可达70h以上。

在讨论有关“UltraScale-XPE-2023-2功耗评估工具”的相关知识点时，首先需要明确的是，该工具是赛灵思（Xilinx）公司为其UltraScale系列产品推出的功耗评估软件。UltraScale是赛灵思公司推出的一系列高性能FPGA产品，它们被广泛应用于数据通信、无线通信、视频处理、网络及多种高性能计算领域。为了帮助工程师在设计阶段评估产品的功耗，赛灵思提供了XPE（Power Estimator）这一专用工具。 XPE工具的特点是基于赛灵思公司长期积累的硬件平台数据以及大量的功耗分析经验，其核心功能是模拟不同的工作负载和操作条件下UltraScale FPGA的功耗情况。它支持用户输入多种配置参数，包括芯片型号、温度、电源电压、频率等，然后输出功耗预估数据。这样的预估对于系统设计的散热方案、电源管理以及最终的功耗优化都具有重要意义。 在操作层面上，XPE工具主要是基于Excel的宏来运行，这意味着它的用户界面相对友好，工程师可以直接在Excel上进行配置和功耗数据的分析。通过分析，用户可以得到动态功耗、静态功耗以及总的功耗估算，并结合实际应用场景，优化设计降低功耗。 对于UltraScale FPGA系列中的不同产品线，例如Kintex UltraScale、Virtex UltraScale、Zynq UltraScale+等，XPE工具都能够提供相应的功耗评估。这为不同应用场景下的硬件选择提供了决策支持。除了针对FPGA的功耗评估，XPE还可以用于评估其他赛灵思产品，如MPSoC（多处理器系统芯片）等，进一步扩大了其应用范围。 功耗评估对于产品的设计周期至关重要，合理的功耗评估可以避免后续设计和部署时出现过热、能耗过高或者电源供应不足的问题。XPE工具的出现，能够使工程师在产品设计阶段就对这些问题有所准备和应对，提高了设计效率和产品可靠性。 此外，赛灵思在不断更新和改进XPE工具，以适应技术的发展和市场需求的变化。2023年2月的这一版本，很可能在原有基础上加入了更多新型号的UltraScale FPGA支持，同时可能增加了新的用户界面改进和功能增强，使其更加符合当前工程师在功耗评估方面的需求。 通过掌握UltraScale-XPE-2023-2功耗评估工具的知识，工程师能够在设计阶段对赛灵思的UltraScale系列FPGA进行有效的功耗管理，优化产品性能，降低成本，确保项目的成功。

低功耗蓝牙技术近年来在移动设备、智能家居以及医疗设备中得到了广泛的应用。特别是随着物联网技术的发展，低功耗蓝牙成为连接各种智能设备的关键技术之一。而BK3431Q和BK3435作为其中的代表性产品，是业界广泛使用的重要蓝牙芯片。 BK3431Q和BK3435是蓝牙芯片制造商提供的两款高度集成的蓝牙4.2解决方案。它们不仅支持蓝牙低功耗（BLE）技术，还具备高性能、低成本和低功耗的特点。这些芯片内置了高性能的处理器和丰富的外设接口，能够方便地与各种传感器和外围设备连接，非常适合嵌入式系统的设计和开发。 对于开发者而言，官方提供的开发资料包是极为重要的学习资源。这些资料不仅能够帮助开发者快速上手，掌握芯片的性能特点，而且还能够为开发过程中遇到的技术难题提供解决方案。具体来说，开发资料包中的内容包括但不限于以下几个方面： 下载工具是开发者开始开发前的必备工具。这些工具可以是编程软件，也可以是用于烧录固件的工具，或是用于调试和监控的软件。下载工具的使用极大地简化了开发者的工作流程，提高了开发效率。 软件开发工具包（SDK）是开发过程中的关键。SDK中包含了开发所需的各种库文件、编程接口（API）以及示例代码。这些资源允许开发者不必从零开始，可以站在巨人的肩膀上进行开发工作。通过学习SDK中的示例程序，开发者可以更好地理解芯片的功能，以及如何调用相应的功能模块。 第三个重要的部分是数据手册（Datasheet）。数据手册详细描述了芯片的电气特性、引脚定义、时序参数等技术细节。它是芯片应用和开发的权威参考资料，对于硬件工程师和嵌入式软件工程师来说都是不可或缺的。在数据手册的帮助下，开发者可以准确地进行电路设计和软件编程。 硬件参考设计是为开发者提供的一种硬件布局参考。通常，它包括了芯片的电路原理图、PCB布局以及布线参考图。这些资料能够帮助开发者更好地理解如何将芯片集成到自己的产品中，尤其是在考虑信号完整性和电磁兼容性时，硬件参考设计显得尤为重要。 低功耗蓝牙BK3431Q&BK3435开发资料包为开发者提供了全面的开发支持，涵盖了软件工具、硬件设计以及芯片应用的各个方面。通过学习和使用这些资料，开发者可以更加高效地开发出创新的蓝牙应用产品。

# 基于ESP8266和nRF24的低功耗传感器网关系统 ## 项目简介 本项目是为连接低功耗传感器到互联网而设计的嵌入式网关系统。项目使用ESP8266作为主控芯片，结合nRF24传感器网络，实现传感器数据的采集、存储和传输。网关在无网络连接时将数据存储在SPIFFS中，待网络恢复后按预设优先级发送存储的数据。此外，网关还利用NTP同步网络时间，并将此时间作为数据包的时间戳。 ## 项目的主要特性和功能 1. 低功耗传感器网络通过nRF24模块实现传感器节点与网关之间的无线通信。 2. 数据存储与恢复在无网络连接时，网关将数据存储在SPIFFS中，待网络恢复后自动发送存储的数据。 3. 时间同步使用NTP协议同步网络时间，确保数据包的时间戳准确。 4. 优先级发送根据预设的优先级策略，网关在网络恢复后按优先级发送存储的数据。 5. 多节点支持支持多个传感器节点，每个节点具有唯一的地址，实现数据的集中管理和传输。 ## 安装使用步骤

内容概要：本文详细介绍了如何在MSPM0G3507微控制器上实现GUI的快速移植，使用开源LittlevGL库驱动串口屏，并提供完整的性能实测和功耗对比数据。文中涵盖了从硬件准备、移植步骤到性能优化的具体方法，包括触摸/按键传感器数据的处理、UART串口屏的用户输入与数据采集、GUI界面显示等环节。还展示了移植代码的关键部分，如串口屏命令封装函数、显示刷新回调函数以及触摸事件处理等。通过优化技术如局部刷新、双缓冲机制和渲染加速，提高了系统的性能。实测数据显示，在多个性能指标上，MSPM0G3507的表现优于STM32F030，特别是在功耗方面有显著优势； 适用人群：嵌入式系统开发者、硬件工程师以及对低成本高效能GUI解决方案感兴趣的工程师； 使用场景及目标：①需要在资源受限的环境中实现图形用户界面的应用；②希望降低产品功耗并提高响应速度的设计项目；③寻找比STM32更具性价比替代方案的研发团队； 其他说明：文章最后提供了常见问题的解决方案，帮助开发者解决移植过程中可能遇到的问题，如屏幕无显示、触摸坐标偏移、界面卡顿等。此外，通过实际测试证明了MSPM0G3507在GUI性能和功耗方面的优越性，为经济型GUI应用提供了极具竞争力的解决方案。

winform 程序调用Windows.Devices.Bluetoot API 实现windows下BLE蓝牙设备自动连接，收发数据功能。不需要使用win10的UWP开发。 实际例子用vs2022编写,可直接编译运行