面向IOT高能效专用处理器的设计与实现

发布时间：2025-06-10 01:54

　　随着通信、芯片等技术的不断发展,以及万物互联概念的提出,物联网将迎来快速的发展。有组织预测,到2025年物联网终端设备数量将到达700亿以上,这就对终端设备提出低成本的要求。由于这些设备的使用场景和使用地点通常不受限制,提高了终端设备的维护成本。目前终端设备一般体积小、由电池供电,通过降低终端设备的电能消耗可以提高终端设备的寿命,进而降低维护成本。终端设备一般由传感设备、处理器、射频模块组成,其中处理器和射频模块消耗了终端设备大部分能量。处理器通常要完成应用处理、安全处理和通信处理三部分的工作,其中通信处理占据处理器功耗的大部分,这就需要降低基带处理的功耗。现在大部分嵌入式处理器仅将低功耗作为评估指标,没有考虑能源效率,低功耗指标不能很准确的反映嵌入式处理器实际的能量消耗。针对以上问题,本研究以能源效率为评价指标,设计了一款高能效的专用处理器。其中采用了ASIP（Application Specific Instruction Set Processor）的思想,分析基带算法的特征,并定制加速指令,以提高基带算法的运行效率,进而降低能耗。本文主要的工作如下:1.分析NB-IOT（Narr...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2典型IOT终端设备组成部分简图

图1.1物联网终端设备数量按照现在对于物联网的定义，物联网终端设备由三个部分组成：传感部分、MCU、无线通信部分。图1.2描述了由不同传感器、处理解决方案、无线传输协议组成的这种物联网终端系统的典型流水线。15.4117.6820.3523.1426.6630.7335.....

图1.3ARMCortex-M系列处理器简图

图1.3ARMCortex-M系列处理器简图[8]Cortex-M0处理器是一款非常小的处理器，仅由12K逻辑门组成；针对低成本、低功耗的微控制器设计的。Cortex-M+处理器与M0处理器的尺寸大小和编程模式一样，但支持单周期的I/O接口和向量表重定位；是....

图2.1IOT无线通信技术

根据物联网应用场景不同，其所需要的无线通信技术也不同，但不同的无线通信技术给物联终端设备带来了不同的影响，其中主要是对终端设备整体功耗和能耗的影响。下面将分析不同类型的通信技术的特点和问题，确定本研究指令定制的分析样本。如图2.1所示，应用于物联网的无线通信技术有很多，其通信....

图2.2NB-IOT标准化过程

2.1.3NB-IOT2016年6月，3GPP组织发布了NB-IOT（窄带物联网）标准的第一个版本，其前身来自于NB-CIoT技术和NB-LTE技术。具体标准化过程如图2.2所示，2014年5月，华为和沃达丰联合向3GPP组织提交了NB-M2M....

本文编号：4050139