计算机查找方法在集成电路ESD故障定位中的应用

为了缩短复杂集成电路在ESD测试中出现的故障问题的定位次数及定位时间,提出了五种测试定位方法。对这些方法以顺序查找法、二分查找法及分块查找法为基础进行了定位次数及定位时间的通用公式推导,进而进行了定位次数及定位时间的分析对比。针对分块查找法,延伸出了三种不同的查找方法;同时针对这五种查找方法提出了测试定位效率的概念。发现对于超过8个管脚的复杂集成电路,二分法是减少测试定位次数的最佳选择,分块法2是减少测试定位时间及提升测试定位效率的最佳选择;对于少于8个管脚的集成电路,顺序法和二分法是较好的选择方法。

基于LoRa技术的电力抄表模块研究

LoRa是由Semtech公司提供的超长通信距离、低功耗的物联网解决方案。本文以LoRa无线通信技术为基础,探索LoRa无线通信应用到电力无线抄表的可行性。文中说明了当前国网用电信息采集的主要系统架构以及当前采用的主要技术和不足,介绍了LoRa无线通信的基本原理和技术优势。以用电信息采集系统的相关规范为依据,设计开发了一款LoRa无线通信模块,无线通信模块由ST半导体的低功耗微处理器STM32L031和LoRa射频芯片SX1278构成。文中对模块的主要系统架构和主要设计电路做了详细说明,简述了模块的软件配置和程序工作流程,设计了较为详细的试验过程,对模块的主要射频技术指标、功耗等参数做了测试,使用实际的电能表和电能表协议测试软件,进行实际的抄表测试,在海淀区北清路做了通信距离测试。实验结果表明,模块技术指标、抄表情况达到了设计需求,可以应用在未来的电力无线抄表中。

宽带电力线载波系统中的信道编码技术研究

电力线载波通信具有网络覆盖范围广、接入方便的特点,但电力线不是一种理想的传输信道,其信道传输环境恶劣,不但具有阻抗匹配和频率选择性衰减的问题,而且还存在着严重的噪声和干扰。长期的实践证明:对抗恶劣电力线信道的最有效手段是信道编码技术,HomepulgAV标准中给出了双二元Turbo编码构造以及码内交织方案,但这种编码已经被国外通信设备商申请了专利,如果照搬恐会引起知识产权纠纷,因而给出了一种新的Turbo码交织方案,其性能比HomeplugAV标准略有提升,复杂程度完全相同,并给出仿真结果。

兼顾可靠性和经济性的配电终端规划设计方法

针对配电终端配置中盲目追求高可靠性的问题,提出了一种兼顾可靠性和经济性的配电终端规划设计方法。通过研究可靠性和经济效益之间的关系,提出了配电终端规划设计的思路,并结合供电区域的分类描述了规划设计的原则;重点提出了配电终端规划设计的步骤和方法,分析了三种配置模式的初始化选择以及如何进行各模式间的无缝切换;最后分析了供电可靠率和投资收益比的计算方法,并对三种配置模式进行了详细的评估论证。从可靠性和经济性出发,提出的设计方法对科学合理地进行配电终端配置有一定的指导意义。

电力终端中ESD防护技术的研究

为了满足市场的需求,电力终端的功能越来越强大,而接口也越来越复杂多样,这些接口极易遭受ESD的干扰,导致电力终端失效甚至损坏。介绍了ESD的产生和危害,以及常用ESD防护器件的特点,并针对电力终端中存在的ESD问题,依据各接口的特点,从ESD防护器件的选型、ESD防护器件放置位置和PCB的布局布线角度出发,提出了ESD的解决方案,使电力终端更稳定,更可靠。

集成国密算法安全芯片的电力无线传感器研究

随着传感技术的发展。电力无线传感器在智能电网中得到大量应用，但同时也带来了信息安全问题。电力无线传感器通信过程无安全防护，传感数据易被截取。伪造和篡改等，从而影响电网安全稳定运行。提出在无线传感器、无线接收基站中集成基于国密算法的安全芯片，开发基于国密算法的电力传感数据安全接入系统，无线传感器与基站通过双向认证后方可相互通信，传感数据加密传输，避免因篡改、伪造控制指令控制传感设备，保障电网运行的安全。

电力无线专网中基于频谱检测的SDR技术

230 MHz电力无线专网系统作为目前电力负荷管理系统的主要构成部分之一,随着服务面的扩展和服务量的增大,传输速率低下、频谱资源浪费的缺点日益突出。频谱检测机制能够有效地搜索未使用的频谱空穴,而软件无线电可以充分利用检测到的频谱空穴并有效地提高频带利用率。提出了一种针对电力无线专网的基于频谱检测的软件无线电技术,结合电力无线专网230 MHz频段特点设计了通信系统中收发信机的数字电路,并通过MATLAB仿真验证了方案在在频谱检测上的性能表现。

电表用主控芯片的低功耗设计研究

智能电表的功能日趋复杂,电表要求能持续现场工作不少于5年,所以对主控芯片的功能和功耗要求都比较高。研究设计了一款新型电表用主控芯片,功能方面集成了RTC模块、LCD驱动及常用的通信接口模块,同时为了达到低功耗指标,设计了三种不同的工作模式满足电表不同应用场景下的低功耗需求。经过实测,在电表的各种工作模式下,本芯片都实现了非常好的功耗性能。

南网配网自动化工业以太网交换机与LTE230双备份技术的研究

分析了南网现有配网通信方式的特点,列举了工业以太网交换机系统与LTE230系统的主要规格,论证了双备份技术的可行性.针对当前配网保护方式的现状与不足,提出了工业以太网交换机与LTE230“手拉手”的系统方案,并分析了其设计原理.实测结果表明此项技术能够满足南网配网自动化的要求.

基于无源无线传感技术的电力电缆测温装置

温度是电缆运行状态的关键参数,对电缆温度进行实时监测可有效防止事故发生,保障电力系统安全稳定运行。采用超高频RFID温度传感芯片研制一种基于无源无线传感技术的电力电缆测温装置,装置由基底、天线、RFID无源测温模块、固定基板及加固模块构成,将装置嵌入电力电缆内部来实现电缆测温。该装置的标签天线在920 MHz工作频率下在金属表面可表现其优良性能,并且具有低剖面、小尺寸、低成本的优势。该电缆测温装置能够长期、安全、有效监测电力电缆的温度变化,避免因电力电缆温度过高引发的安全隐患,为电力系统的安全运行提供技术保障。

基于IR46标准的双芯电能表主控关键技术研究

我国标准体系对智能电表的软件和硬件要求比较固化,电能表均为一体化设计,一旦出现硬件或软件故障,只能采取更换整表的方式。基于IR46标准提出计量芯与管理芯分离的双芯电能表技术方案,实现计量芯的法制独立和管理芯应用程序的远程在线升级。详述分析了双芯电能表计量芯和管理芯各自需要完成的功能,并重点研究了计量芯和管理芯各自的主控芯片要完成的功能、核心技术指标及相应的关键技术。此研究成果对未来IR46标准的智能电表和电表主控的开发具有很好的参考意义。

宽带电力线通信芯片的低功耗设计

针对宽带电力线通信芯片因工作频段宽和通信速率高而导致功耗较大的问题,在介绍宽带电力线通信单元及芯片的基础上,围绕芯片功耗的影响因素,从工作频段、物理层、MAC层及芯片级多方面详细分析了芯片的低功耗设计技术。目前宽带电力线通信芯片及模块已研发成功,测试结果表明完全满足国家电网用电信息采集系统对宽带电力线通信单元的功耗要求。

一种EEPROM中高压产生电路的设计与实现

设计了一种应用于EEPROM的低电源电压的片内升压电路。基于电压倍乘电路,获得两倍于电源电压的驱动电压,用来驱动高压电荷泵电路得到EEPROM擦写用的15 V高压,实现EEPROM在1.3 V电压下稳定的工作。同时,基于负温度特性的电压分压电路实现电荷泵输出高压的负温度特性,提升了存储器在整个工作温度范围(-40℃~85℃)内的可靠性。设计的高压产生电路在0.13μm Embedded EEPROM CMOS工艺实现,工作电压为1.3 V^1.75 V,面积大小为600μm×80μm。

时钟模块自动修调电路设计

由于实际生产过程中的工艺偏差,时钟模块输出的实际频率和设计频率相差比较大,因此在测试阶段,需要对输出频率不在目标范围内的时钟模块进行修调。基于二分法相对遍历法具有快速收敛的特点,设计自动修调电路并分析了异步脉冲同步带来的修调误差。自动修调电路通过ATE(Automatic Test Equipment)提供的慢速脉冲对时钟模块输出的时钟计数,用二分法自动改变trim值,从而达到快速修调的目的,节省了测试时间。

高性能电力线通信基带收发器的设计

电力线通信因其建议成本低、覆盖范围广,在用电信息采集系统中得到了广泛的应用,然而电力线信道具有高路损、强噪声、强干扰和严重频率性选择衰落的特性,给通信的可靠性带来了巨大的挑战。本文在分析电力线信道特性与高速电力线通信技术标准的基础上,设计出一种新的高性能的电力线通信基带收发器,该收发器通过在脉冲噪声、窄带干扰、同步、信道估计等方面采取有针对性的信号处理技术,可有效抑制和补偿电力线信道中各种干扰与噪声对信号带来的损伤与失真。仿真结果表明,在AWGN信道下,误包率为0时,信噪比高达-6.5 dB,即使在强窄带干扰和脉冲噪声信道环境下,信噪比仅降低2~3 dB。

UHF RFID电子标签芯片低功耗设计及时钟树优化

超高频射频识别标签(UHF RFID)的一个重要指标是工作距离,而提高工作距离的有效方法是降低标签工作功耗。针对一款基于EPC Class-1 Generation-2/ISO18000-6C协议的RFID芯片,提出一种数字后端设计中时钟树动态功耗的优化方法,该方法可以在已完成布局布线的版图上进一步降低动态功耗。在时钟频率1.28MHz、返回频率170 kHz条件下,功耗仿真结果由1.58μW降低到1.357μW。已在TSMC 0.18μm工艺下流片,室温情况下准备阶段样品测试结果数字功耗为0.752 5μW,与后仿真结果0.750 0μW接近,实测激活灵敏度为-18.5 dBm。

基于石墨烯的集成化气体传感单元设计

针对目前气体传感器敏感对象单一化的问题,利用新型二维纳米薄膜材料石墨烯,设计了一种集成化的多功能气敏传感单元,提出了一整套制造石墨烯气敏传感单元的工艺方案。敏感单元分为4个模块,利用同一片经过不同处理的石墨烯薄膜实现对三种不同气体的检测。NH 3检测模块核心敏感薄膜为氧化石墨烯,H 2检测模块核心敏感薄膜为钯掺杂石墨烯薄膜,NO 2检测模块核心敏感薄膜为氧化锌(Z nO)掺杂石墨烯薄膜。基于微机电系统(MEMS)工艺和石墨烯薄膜转移工艺可将上述3个气敏模块集成于一块芯片,实现一种新型集成化石墨烯气敏传感单元。

Java卡虚拟机的安全攻击技术及防御技术研究

Java卡是一个基于Java的智能卡操作系统,Java卡能够动态更新。着重介绍了在Java卡系统实现过程中需要关注的各种基于Java卡虚拟机的安全点,研究了Java卡虚拟机运行过程中的脆弱性,总结了其在安全方面面临的各种威胁,并进一步研究了这些安全威胁可能产生的影响。最后针对可能出现的不同的安全攻击,提出并完成了相应的安全防御措施。实验证明,这些防御措施能够有效地保障Java卡系统的安全性。

浅谈电力领域芯片设计分析实验室在工业芯片国产化进程中的意义

芯片被喻为“现代工业的粮食”,是一切整机设备的“心脏”,是信息技术产品最重要的核心部件;芯片产业是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。集成电路技术水平的高低和产业规模的大小已成为衡量一个国家技术、经济发展水平和国防实力的重要标志。随着工业互联网的迅猛发展,工业芯片市场需求量呈指数式增长,工控系统安全隐患日益严峻;鉴于我国工业芯片对外依存度高,核心技术受制于人,工业芯片国产化势在必行。建立电力领域检测分析实验室,进行芯片功能性能、可靠性验证,解决电力芯片设计、应用难题,服务集成电路上下游企业,构建工业芯片良好生态圈,共同促进工业芯片质量提升。

集约智能化安全电力计量表箱研究

依据国家电网公司对电力发展链条实行全智能化、信息化、自动化、设备安全防护等政策及发展策略需求,重点对电力企业中计量设备安全防护方面较弱的计量装置进行智能化安全保护改造;对此本文采用密码技术、人脸识别技术、传感技术、射频等技术对核心设备运转进行智能化安全防护,以保障电力设备运行环境的可靠、安全,并可进行远程紧急故障处理,避免或降低安全事故的发生,从而确保电力计量的精准性、科学性。