適用于傳感器節(jié)點處理器的功耗管理技術研究與實現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是一種在一定區(qū)域覆蓋節(jié)點并進行通信的網(wǎng)絡，已經(jīng)廣泛地應用于計算機、通信、航天等各個領域，而傳感器節(jié)點處理器則是無線傳感器網(wǎng)絡中的核心控制單元。能源成本的提高，應用環(huán)境的苛刻要求，使功耗成為傳感器節(jié)點處理器的首要問題。其中系統(tǒng)級的功耗管理技術因為具有較好的降低處理器功耗的效果而被國內(nèi)外廣泛研究。但傳統(tǒng)的處理器功耗管理技術的均以增加硬件，犧牲成本和面積為手段，且靈活性不高，降功耗效果有一定的局限性。
　　本論文介紹了無線

2、傳感網(wǎng)絡、傳感器節(jié)點處理器以及功耗管理技術的研究背景、意義，同時介紹了傳感器節(jié)點處理器的低功耗和功耗管理技術的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。針對當前功耗管理技術過分依賴硬件、成本高、管理粒度粗等不足之處，本論文對一種傳感器節(jié)點處理器(MCU)進行了動態(tài)功耗管理（Dynamic Power Management，DPM）的再設計，基于MCU的特定應用及自身的結構特點，采用軟硬件結合的方式，對改進型的動態(tài)功耗管理技術進行了研究：研究了基于模式管理器的改進

3、型的工作模式切換技術，提出了A-IDLE、M-IDLE等新的工作模式；研究了基于子應用的改進型的動態(tài)時鐘管理技術，并提出了子應用的檢測機制；研究了DPM的粒度問題，并依此提出指令檢測與反饋機制；最后在多方面研究的基礎上，提出適用于MCU的改進型DPM方案。同時本論文從系統(tǒng)級和RTL級對上述研究進行了基于MCU的具體的電路實現(xiàn)，最終使得MCU的運行功耗大幅下降。最后對功耗管理設計前后MCU的功能，面積，功耗等進行了評估與分析。