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能量受限,如何降低节点功耗,是无线传感器网络需要解决的首要问题。论文主要研究了节点无线通信模块中基带处理器的典型单元Viterbi译码器和DS/BPSK扩频电路的低功耗设计:对(3,1,9)Viterbi译码器各子单元分别提出了具有针对性的低功耗设计方法:在设计BMU时,提出根据各分支预编码的对称性,可以节约大概80%的硬件开销;在设计ACSU时,提出采用预计算方法,可以将输入对电路开关活动性的影响降低12.5%以上;在设计PMU时,针对混合结构的原位更新方式,提出采用状态映射地址SMA,来实现新状态在下一轮加比选运算中和存储单元物理地址PA的对应,并通过标识最高位的方法,来减少SMA更新引起的功耗,相比于乒乓方式,功耗可节约46%左右;在设计SMU时,提出通过引入指针,标识最高位以及设置终止信号的方式,可以有效阻止无用寄存器的更新,和传统RE结构相比,可降低约30%的电路功耗。由于现有扩频芯片并不适合无线传感器网络工作的特点,而前几代节点端机分别采用DSP或FPGA来实现DS/BPSK技术,这势必会引起较大的功耗,未来节点发展的趋势是SoC,基于此,我们拟研制系列专用于传感器节点的协议芯片,论文中设计实现的国内首颗传感器节点DS/BPSK扩频芯片就是其中之一,该芯片采用TSMC 0.25μm CMOS工艺,芯片面积约2×2.2 mm~2,在3.3V电源电压,输入时钟58.5MHz条件下,工作电流约6mA,和原来的DSP及FPGA实现方式相比,功耗得到明显降低。针对测得DS/BPSK芯片毛刺功耗较高的情况,论文对电路毛刺产生和传播的原因进行了分析,对抑制RTL级电路控制信号和数据信号毛刺的技术,以及寄存器门控时钟的方法进行了研究,提出采用基于静态CMOS逻辑的栅控方式,来对DS/BPSK扩频芯片非关键路径上频繁出现毛刺的单元进行改进。论文工作源自中科院知识创新项目CDMA无线传感器网络,相应成果有助于促进节点向微型化、低功耗方向发展,在实用性方面,具有一定的参考价值。