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研究生: 陳彥廷
Chen, Yan-Ting
論文名稱: 低功耗電子鼻晶片設計技術之研究
Methods of Low Power Design for Portable Electronic Nose Systems
指導教授: 徐爵民
Shyu, Jyuo-Min
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 資訊工程學系
Computer Science
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 67
中文關鍵詞: 電子鼻指令功耗模型
外文關鍵詞: Electronic Nose Systems, Instruction-based Power Model
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  • 電子鼻技術雖然已經發展了很多年,但目前許多產品仍然由離散電路組成,本論文結合電子鼻的感測器和電路系統,採用 TSMC 0.18 µm製程 ,開發出一顆低功率電子鼻系統晶片,我們的研究重點在於建立一套 Instruction-based Power Model,透過指令功率消耗的分析,撰寫出低功率且具相同效能的嵌入式軟體,主要步驟是先分析 CPU 每個指令所消耗的功率,建立一套 Instruction-based Power Model;接下來將傳統 RTL 或 Gate-Level 的模擬提升至 System-Level 模擬,以加快功率消耗的分析。
    我們把嵌入式軟體放進功率模型裡,進行快速的功率消耗模擬分析,以完成省功耗的嵌入式軟體系統。


    1概論 11 1.1研究動機 ............................... 11 1.2論文大綱 ............................... 11 2相關研究與研究構想 12 2.1電子鼻系統 .............................. 12 2.2低功率設計技術 ........................... 13 3電子鼻系統晶片之設計、測試與驗證 16 3.1電子鼻系統晶片的測試環境 ..................... 16 3.2晶片設計與整合 ........................... 19 3.2.1電子鼻系統晶片目標規格 .................. 19 3.2.2感測器動作原理 ....................... 20 3.2.3感測器介面電路 ....................... 22 3.2.4類比數位轉換器 ....................... 26 3.2.5微控制器 ........................... 29 3.2.6記憶體 ............................ 31 3.3電子鼻系統晶片整合 ......................... 34 3.4晶片之測試與驗證 .......................... 36 3.4.1離散電路整合雛形 ...................... 36 3.4.2 電子鼻系統晶片的測試與驗證 ................ 38 3.4.3 晶片功率差異分析 ...................... 45 4 Instruction-Based Power Model與分析 46 4.1 Instruction-basedPowerAnalysis . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.1.1 Instruction-based Power Model的建立 .......... 47 4.1.2 使用 Keil µVision3快速產生 Instruction-based Power Model所需資訊 ....................... 55 4.2 Instruction-based Power Model的功率分析與結果 ........ 58 4.2.1Instruction-based Power Model . . . . . . . . . . . . . . 58 4.2.2K-最鄰近分類法 (K-Nearest Neighbor Classification, KNN)測試 ............................. 61 4.2.3Instruction-based Power Model的建立與結果分析 .... 64 5結論與未來研究方向 65

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