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卫星导航芯片研发制造方案一、实施背景随着全球卫星导航系统的不断升级和完善，卫星导航芯片的需求量逐年增加。
同时，新一代卫星导航系统的发展，要求芯片具备更高的精度、更强的抗干扰能力、更低的功耗以及更小的体积。
针对这一市场需求，我们提出以下卫星导航芯片研发制造方案。
二、工作原理本方案所涉及的卫星导航芯片，基于全球卫星导航系统（GNSS）进行设计。
主要工作原理是，通过接收来自卫星的信号，并对其进行解码和解析，从而确定目标物体的位置、速度和时间信息。
芯片内置的高性能处理器和算法，可以对接收到的信号进行处理，消除噪声干扰，提高定位精度。
同时，通过集成先进的功率管理技术，可以有效降低芯片的功耗。
三、实施计划步骤1.市场调研与需求分析：对当前市场上的卫星导航芯片进行调研，了解客户需求和竞争对手情况。
分析市场趋势和发展方向，为研发工作提供指导。
2.技术研究与方案设计：开展技术研究，包括卫星导航信号的特性和接收方法、高性能处理器的设计和实现、低功耗技术等。
根据需求分析，制定详细的芯片设计方案。
3.硬件设计：根据方案设计，进行芯片的硬件设计，包括电路设计、版图绘制、性能仿真等。
4.软件编程：开发适用于芯片的软件程序，包括算法实现、信号处理、定位解算等。
5.系统集成与测试：将硬件和软件集成在一起，进行系统测试。
对芯片的功能和性能进行全面检测，确保其符合设计要求。
6.产品化和市场推广：完成芯片的量产和品质控制工作，准备市场推广。
制定营销策略，加强与客户的沟通，提高品牌知名度。
四、适用范围本方案适用于各种需要卫星导航定位的领域，如航空航天、航海、汽车电子、智能手机、可穿戴设备等。
通过不断升级和完善，该卫星导航芯片有望在全球范围内得到广泛应用。
五、创新要点1.集成化设计：将高性能处理器、低功耗技术以及其他先进技术集成到单一芯片中，提高了芯片的集成度和性能。
2.多样化的应用场景：针对不同领域的需求，提供多种封装形式和接口，方便客户灵活应用于各种设备。
意法半导体（ST）传感器大幅提升室内导航精度佚名【摘要】意法半导体（STMicroelectronics，简称ST）在刚刚结束的巴塞罗那移动通信世界大会上展示了世界上最精确的手机室内定位应用。
作演示的智能手机包含了CSR公司的最前沿的SiRFusionTM定位技术和意法半导体的优化的MEMS （微机电系统）·陨性测量单元。
这个演示证明。
即使在没有全球导航卫星系统（GNSS）卫星信号的情况下，定位精度也能达到几米的范围内。
【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2012(020)006【总页数】1页(P15-15)【关键词】意法半导体;室内定位;导航精度;传感器;全球导航卫星系统;智能手机;微机电系统;移动通信【正文语种】中文【中图分类】TN967.1意法半导体（STMicroelectronics，简称ST）在刚刚结束的巴塞罗那移动通信世界大会上展示了世界上最精确的手机室内定位应用。
作演示的智能手机包含了CSR公司的最前沿的SiRFusionTM定位技术和意法半导体的优化的MEMS（微机电系统）惯性测量单元。
这个演示证明，即使在没有全球导航卫星系统（GNSS）卫星信号的情况下，定位精度也能达到几米的范围内。
定位服务（LBS）被广泛认为是未来移动市场最热门的应用，而精确的室内定位是实现未来的定位服务的关键技术。
然而，在高楼林立的城市和室内环境中无法接收全球导航卫星信号，准确并可靠地确定移动设备的位置成为LBS定位服务的一大挑战。
在以上应用环境中，目前主要利用Wi-Fi网络和数据库计算大概方位，但是，其定位精度达不到LBS服务的要求。
例如，未来博物馆的参观者只要把手机对准展品，即可选择下载相关展品的详细资料，但是要实现这个功能，手机定位必须精确到几米以内，而只使用Wi-Fi网络定位无法实现这样的精确度。
在移动通信世界大会上，意法半导体展示了结合CSR最近推出的SiRFusion定位架构和意法半导体的先进的10个自由度MEMS惯性传感器模块，实现所需的导航精度是可行的。
DOI:10.19551/ki.issn1672-9129.2021.03.068低功耗压力采集系统设计秦允振(上海控宇自动化仪表有限公司㊀201107)摘要:本文介绍了一款采用电池供电的低功耗压力采集设备㊂文章从硬件设计和软件设计分别进行产品介绍㊂硬件设计介绍了,根据产品需求选择硬件主控芯片设计低功耗的硬件电路,低功耗芯片选择STM32L151㊂软件介绍了,使用芯片低功耗控制单元实现休眠模式下保持通讯模块运行㊂软件设计对硬件模块电路控制流程的优化,进程调度中控制硬件模块保持休眠或唤醒㊂使用实时操作系统控制业务流程,在读取压力数据时如何采集压力使功耗电流才能更小㊂用最短时间完成上传数据到服务器的任务,完成任务关闭外设电路使系统进入休眠状态㊂本方案是在硬件和软件配合下完成低功耗压力采集㊂关键词:实时操作系统;STM32L151;休眠模式;进程调度中图分类号:TH812㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1672-9129(2021)03-0067-02㊀㊀1㊀引言在日常生活中每个家庭都用到燃气,燃气通过管道输送时,安全是不可忽略的一部分㊂需要一台设备对燃气管道的压力实时跟踪检测,对检查的压力情况及时上报到后台服务器或向后台服务器发送报警事件㊂因为,根据国家规定燃气管道附近不能有电线,电线需要和管道留一个安全距离,所以燃气管道的压力检测设备是不能用电线供电的,这样只能用电池供电㊂电池供电设备需要尽量节省功耗㊂综合上述条件,低功耗压力采集设备在燃气运输中不可缺少的㊂根据产品现实应用场景,查找市场低功耗产品分析学习,最终选择高性能超低功耗ARM处理器STM32L151,这款处理器专门用于超低功耗设备,提供了5种时钟源用于在各种功耗模式切换[5]㊂通讯模块选用4G通讯模块(EC20),这款通讯模块市场使用比较多相对比较稳定㊂软件操作系统选择比较精简的实时操作系统FreeRTOS[1],此操作系统代码容易修改维护,进程控制方便㊂有利于优化软件代码流程,做到及时响应事件,快速的完成数据采集和保存,数据上传到服务器㊂使设备用最短时间处理完任务,进入休眠状态做到低功耗㊂2㊀原理与设计2.1硬件设计㊂在电子产品上,硬件设计是基础㊂对于低功耗硬件设计需要更多注意电源电路模块设计,做到每量数据下,人脸识别方法的训练,提升识别率,人脸算法的性能和人脸数据库总量成反比㊂所以人脸识别技术提高的关键在于对外界影响因素的调整能力,只有不断的改善,才能适应外界因素的影响㊂4㊀人脸识别技术在微卡口监控中的应用微卡口是智慧公安建设的一部分,也是智慧型社区防范保障体系的一部分,主要包括小区出入口㊁医院出入口㊁银行出入口㊁校园出入口等区域,监控内容主要包括人脸识别㊁车牌识别㊁实时监控录像等㊂前端人脸识别摄像机具有深度学习算法,机器自身提取目标特征,可形成深层可供学习的人脸图像,支持人脸跟踪,多帧识别,自动筛选,减少重复抓拍,支持人脸瞳距20像素以上的人脸检测;后端采用超脑一体机,集IPC接入㊁存储㊁控制㊁智能分析于一体,实现精准人脸㊁人体㊁车辆识别分析,最终输出结构化数据加人脸图片㊂当前微卡口监控人脸识别技术应用最主要实现的功能是以人搜人以及1:N人脸比对㊂以人搜人主要是在本地或检索记录中上传一张人脸识别照片,进行人体以图搜图,检索结果按相似度高低进行排序;人脸比对主要是根据实时人脸分析结果,与50万在逃库及吸毒库进行结构化1:N模式进行人脸比对,达到或超过预设阈值的,进行报警联动,同时在控制中心或前端支持报警展现㊂人脸识别监控主要由前端人脸识别摄像机㊁传输设备㊁存储设备㊁人脸检测㊁识别㊁跟踪㊁比对等处理分析模块组成;具体工作流程为人脸识别摄像机输出人脸抓拍图片至超脑进行结构化处理,与数据库内人脸布控数据进行智能分析比对,出现警情后进行数据上传,并在显示终端展现报警的动态人脸图片;在这个过程中,人脸识别是核心,主要包括图像摄录㊁人脸检测㊁人脸定位㊁人脸识别㊁人脸结构化处理㊁人脸分析比对等几个过程㊂人脸识别技术极大提高了视频监控的清晰度和辨别度,这对人脸的识别和排查有着巨大帮助㊂在公安人员进行办案的过程中,人脸识别技术无疑节省了大量的人力和物力,技术人员无须从海量的数据库中一一对比,通过人脸识别技术即可立即分析出人物特征㊂这对我国的社会安全发展起到了很大的促进作用㊂在视频监控的动态视频中,技术人员研发了每一帧画面中提取出人类的面部特征的技术,从提取的人脸信息与数据库中的信息进行对比可以达到事半功倍的效果㊂5㊀人脸识别发展趋势随着生物特征识别技术发展,近几年人脸识别技术也进入爆发模式,尤其商业应用价值越来越高,市场行业应用越来越广泛㊂人脸识别技术是未来安防行业的重大支撑,从安防行业前端设备来说,近年科技人员研究出一种红外线人脸识别技术,通过红外线人脸识别技术,不管是在哪种光线条件下都能提取到比较清晰的面部图像㊂红外线人脸识别技术是传统人脸识别技术的一个实质性突破,在未来的几年中有望大幅应用到人脸识别智能监控系统㊂从算法上来看,当前3D立体人脸识别算法已经对2D 算法缺陷做了补充,对于人脸旋转㊁遮挡㊁相似度等难点,也有一定的应对措施;通过与大数据的结合,深度学习量的扩大,进一步提升了人脸识别的精确度㊂比如通过人脸识别技术使得公安历史照片数据再度存储利用,形成人脸大数据库,能够大大提升公安信息化的管理和统筹,以及历史案件的破获率㊂当前,人脸识别也有自身的使用范围和局限性,为此基于人脸识别的多生物特征融合识别模式将是未来高精度识别系统的首要选择,也是未来身份鉴别领域的发展趋势㊂人脸识别可视化程度高,可以作为基本配置,包括融合指纹㊁掌纹㊁虹膜㊁视网膜㊁声纹㊁手血管㊁步态等方式的深度融合㊂人脸识别与第三方认证的结合也将成为人脸识别发展的重大趋势,第三方认证最常见的有RFID智能卡㊁USB加密秘钥等方式㊂RFID卡也可以实现无感识别,只需授权并与人脸绑定即可实现安全管理和认证;USB加密秘钥一般是重要终端登录的安全验证方式㊂6㊀结束语总的来说,人脸识别技术是近几年来一项新兴技术,虽然起步的时间较晚,但智能监控中的人脸识别系统已经取得了广泛的应用,并得到了市场的认可,也进入到我们生活的方方面面㊂未来将是人脸识别为主的多生物态组合㊁多模式融合的发展趋势,先进的人脸识别系统为我们的生活带来极大的便利的同时,也会越来越安全,让我们生活的环境越来越安全,让生活更美好㊂参考文献:[1]柳莲花,邹香玲.探究智能视频监控系统中人脸检测与识别技术的应用和相关问题[J].中国安防技术,2018 (21):25.[2]李建勇,周祥彬.探究人脸识别技术在智能视频监控系统中的应用与改进措施[J].中国安防,2019(4):50.㊃76㊃个元器件没有多余的耗电电流㊂为了使硬件没有多余电流,硬件设计上对每个硬件模块添加了电源控制电路,使软件通过GPIO[2]可以控制硬件模块上电工作情况㊂即在系统进入休眠时,软件控制MCU休眠前,通过GPIO先对外设硬件电路下电㊂这样确保系统休眠后,外设硬件处于掉电状态㊂硬件控制电路的主要设计如下:(1)低功耗控制电路设计㊂本设计低功耗硬件电路,根据低功耗MCU[2](STM32L151[4,5])低功耗属性针对控制引脚合理分配㊂主要思路是对外部设备(如4G通讯模块),添加了电源控制电路,用于在不传输数据的时候把4G模块断电,对于LCD显示模块去掉了背光显示电路㊂对于需要休眠时运行的外部电路,配置到可以在低功耗休眠时也能工作的GPIO上,如休眠抓log端口可以配置成低功耗usart㊂(2)通讯电路设计㊂通讯电路是功耗比较大模块㊂在设计低功耗电路时,经过反复改版才完成对通讯模块降低功耗,最终满足的产品的需求㊂通讯模块降低功耗是技术难点,因为通讯电路主要是无线通讯4G电路[5],4G模块电路就涉及到射频电路[6],射频的发射与接收是非常耗电的㊂而且数据发送接收对信号要求比较高,如果设计不好信号会影响比较大㊂信号不好传输数据的时候耗时会比较大,或者传输数据连接不到服务器,导致数据需要重新上传,这样更增加了功耗㊂为了降低功耗4G通讯模块采用MCU的低功耗UART[3]进行通讯,这样在MCU低功耗状态也能保持数据传输㊂2.2软件设计㊂软件设计采用分任务控制方法,分别创建三个进程:休眠任务进程;UI刷新进程;数据上传4G 进程㊂(1)功耗控制方法㊂软件控制功耗的思路是在设备运行时尽量使任务都处于休眠状态㊂任务处于休眠就是把任务唤醒时间缩短,即对每个任务处理数据时做优化㊂对于压力读取,模块发送数据等高功耗操作,系统会退出低功耗模式,进入高速运行模式,使工作尽快处理完毕㊂如果处理进程需要等待某个事件或延迟等待,任务会自动进入休眠,等待事件到后,自动唤醒任务继续处理㊂(2)压力采集㊂压力采集使用PM100-L数字压力传感器㊂这种传感器具有定时自动捕获压力的功能,并且在待机时功耗在1uA㊂软件通过IIC总线读取压力,因为IIC是高频时钟总线所以读取压力数据时,系统必须退出休眠状态,这样会增加功耗㊂为了避免功耗增加功耗,读取压力的操作并没有单独放入定时器中断进行,而是放在UI刷新进程里执行压力读取㊂这样设计有助减少系统唤醒次数,从而降低功耗的作用㊂(3)数据上传㊂压力数据上传使用4G通讯模块发送数据时的功耗比较大,所以对4G模块的操作做了单独优化处理㊂首先,在数据不上传时模块要处于断电关机状态使功耗最小㊂其次,每数据传输时对于传输的数据流程进行优化㊂在4G模块在初始化时,需要等待一段时间,这段时间的功耗比较大,而且模块处于初始化状态,程序不能对其操作,所以程序对这段流程做了优化㊂在模块开机后,保持模块供电,然后系统进入休眠㊂等待10秒后模块准备就绪后,系统退出休眠模式,进行上传数据,这样做到细节上降低功耗㊂3㊀实验及数据分析通过上述硬件和软件配合设计,再根据产品需求定义,最终选定设备的处理流程为:每2秒唤醒一次系统,在系统唤醒时,做读取压力值,刷新系统时间,检测上报数据等操作㊂设备以这个处理流程,用3.3V电池供电㊂在供电总电路上串联一个60Ω电阻,用示波器在电阻两端测量电压变化㊂得出如下波形图:通过测量得出图2,图3,图2得出系统2秒唤醒一次,每次唤醒很短时间系统恢复休眠㊂图3得出每次唤醒时间大概是25ms,唤醒后60Ω电阻电压约等于330mv㊂根据欧姆定律,得出电流:I=U/R=330mv/60Ω=5.5mA 即得出在系统唤醒工作时,电流约为5.5mA㊂得出系统工作的平均电流:i=5.5mA/(2000ms/ 25ms)=68uA即出系统的平均工作电流68uA㊂验证压力数据上传的时间在如下日志中㊂日志是包含了4G模块的信息,从StartReport开始代表4G模块开始上电㊂然后等待大约8秒以后,模块上电完成回复了(RDY OK[7])代表就绪㊂下面是模块找SIM卡(CPIN:READY OK[7])和找移动网络用了两秒时间㊂找到移动网络后,软件开始连接后台服务器,(+QIOPEN:1,0[7])代表设备和后台服务器连接建立完成了㊂到最后发送数据完成总共耗时13秒㊂因为模块上电时间固定是8秒,这个耗时是模块从断电到上电必须的,系统在此时间进行休眠等待㊂数据实际上传数据时间是5秒,这个时间满足产品需求上传数据后快速进入休眠状态㊂4㊀结论本系统设计利用了模块化设计理论,用软件对硬件电路分模块进行管理,对产品功耗实现了有效控制㊂软件通过控制MCU的各种工作模式相互切换,使MCU工作在低功耗㊂软件控制开关电路实现对硬件模块使用时进行供电,不用时断电㊂在进程调度上做细节优化,做到各个功能操作并行处理,完成了尽量少占用MCU资源,使整体设备功耗更低㊂当然对于功耗设计本产品还是有不足的地方,后续可以对于压力采集算法进行待优化比如采用DMA直传的形式㊂另外对于通讯模块选型,可以查找选择一个低功耗的通讯模块㊂最后希望在追求低功耗设备产品设计上,本文的设计思路和方法可以供相关产品借鉴参考㊂参考文献:[1]刘火良㊁杨森,FreeRTOS内核实现与应用开发实战指南:基于STM32[M],北京:机械工业出版社,2019. [2]王永虹㊁徐炜㊁郝立平,STM32系列ARM Cortex-M3微控制器原理与实践[M],北京航空航天大学出版社,2008.[3]张健㊁刘永民,嵌入式系统低功耗电路设计[J],光电技术应用,2005,20(6):1.[4]STMicroelectronics,‘RM0038_STM32L100xx, STM32L151xx,STM32L152xx和STM32L162xx单片机参考手册“[S],https://.[5]STMicroelectronics,‘DS8928_STM32L162VC, STM32L162RC单片机的数据手册“[S],https://www.stmcu. .[6]Quectel,‘Quectel-EC20-R2.0-硬件设计手册-V1.2“[S],https:///cn.[7]Quectel,‘Quectel_EC20_R2.0_AT_Commands_Manu-al_V1.1“[S],https:///cn.㊃86㊃。
89C51,89S51以及2051的区别----梁天霸整理2007-07-24 19:54AT89S51是什么?书上和网络教程上可都是8051，89C51等！没听说过有89S51 ？！这里，要澄清单片机实际使用方面的一个产品概念，MCS-51单片机是美国INTE公司于1980年推出的产品，典型产品有8031（内部没有程序存储器，实际使用方面已经被市场淘汰）、8051（芯片采用HMOS，功耗是630mW，是89C51的5倍，实际使用方面已经被市场淘汰）和8751等通用产品，一直到现在，MCS-51内核系列兼容的单片机仍是应用的主流产品（比如目前流行的89S51、已经停产的89C51等），各高校及专业学校的培训教材仍与MCS-51单片机作为代表进行理论基础学习。
有些文献甚至也将8051泛指MCS-51系列单片机，8051是早期的最典型的代表作，由于MCS-51单片机影响极深远，许多公司都推出了兼容系列单片机，就是说MCS-51内核实际上已经成为一个8位单片机的标准。
其他的公司的51单片机产品都是和MCS-51内核兼容的产品而以。
同样的一段程序，在各个单片机厂家的硬件上运行的结果都是一样的，如ATMEL的89C51（已经停产）、89S51，PHILIPS（菲利浦），和WINBOND（华邦）等，我们常说的已经停产的89C51指的是ATMEL 公司的AT89C51单片机，同时是在原基础上增强了许多特性，如时钟，更优秀的是由Flash （程序存储器的内容至少可以改写1000次）存储器取带了原来的ROM（一次性写入），AT89C51的性能相对于8051已经算是非常优越的了。
不过在市场化方面，89C51受到了PIC单片机阵营的挑战，89C51最致命的缺陷在于不支持ISP（在线更新程序）功能，必须加上ISP功能等新功能才能更好延续MCS-51的传奇。
89S51就是在这样的背景下取代89C51的，现在，89S51目前已经成为了实际应用市场上新的宠儿，作为市场占有率第一的Atmel目前公司已经停产AT89C51，将用AT89S51代替。
