李浩 彭森
摘 要:本文首先分析了集成電路系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化控制原理,并對(duì)節(jié)能優(yōu)化控制方法進(jìn)行全面闡述,最后分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果,集成電路系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化控制具有重要作用,不但能夠確保集成電路的安全性,還能提高設(shè)備的使用期限,避免給電子設(shè)備帶來較大的損害,希望相關(guān)人員能夠加強(qiáng)對(duì)節(jié)能優(yōu)化控制的重視,從而提高節(jié)能控制效果。
關(guān)鍵詞:集成電路;節(jié)能優(yōu)化控制;仿真研究
工作人員在對(duì)集成電路節(jié)能控制進(jìn)行研究時(shí),傳統(tǒng)的研究方法是先對(duì)集成電路系統(tǒng)特征進(jìn)行全面分析,對(duì)動(dòng)態(tài)閾值進(jìn)行合理預(yù)測(cè),但缺少對(duì)電壓的重視,使得控制數(shù)據(jù)與實(shí)際情況有著較大偏差,本文以粒子群算法對(duì)集成電路系統(tǒng)進(jìn)行全面研究,有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法存在的缺陷,大大提高了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
1 集成電路系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化控制原理分析
近幾年,信息技術(shù)得到了快速發(fā)展,為電力系統(tǒng)發(fā)展提供了有利條件,使得集成電路產(chǎn)業(yè)取得了顯著成就,給電子設(shè)備運(yùn)行帶來一定程度上的影響,由于集成電路中對(duì)于能量的消耗較大,會(huì)影響電子芯片正常運(yùn)行,不能充分發(fā)揮出電子芯片的價(jià)值。目前節(jié)能問題已經(jīng)成為集成電路應(yīng)用中主要問題,傳統(tǒng)的節(jié)能控制方法對(duì)于工作人員有著較高要求,不僅有著龐大的計(jì)算任務(wù),而且精度相對(duì)較低,節(jié)能效果不是很明顯,在此背景下,如何運(yùn)用合理的方法進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化控制成為業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的焦點(diǎn)。在對(duì)集成電路系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能電壓控制過程中,工作人員要先對(duì)系統(tǒng)中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行合理分析,這樣不但能夠?yàn)殡妷嚎刂谱龀龀浞值臏?zhǔn)備,還能提高數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性,一般情況下,工作人員對(duì)電路中每個(gè)單元正、負(fù)向電壓進(jìn)行有效調(diào)節(jié),從而達(dá)到節(jié)能的目的。具體過程為:用E來代表電子設(shè)備控制單元中的等效電路,用Z來代表控制單元、等效阻抗,j代表相位變化參量,當(dāng)集成電路電壓方向發(fā)生變化時(shí),會(huì)使得E值發(fā)生相應(yīng)的變化,并且變化量越大,系統(tǒng)向負(fù)向電壓變化值也就越明顯。通過電壓對(duì)集成電路系統(tǒng)進(jìn)行有效分析,一方面能夠?qū)γ總€(gè)單元中的電壓進(jìn)行有效調(diào)節(jié),確保系統(tǒng)能夠達(dá)到節(jié)能的目的,另一方面能夠根據(jù)集成電路實(shí)際情況對(duì)電壓進(jìn)行合理劃分,這樣不但能夠減少對(duì)能源的損耗,還能實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化控制。
2 集成電路系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化控制方法
集成電路電壓調(diào)節(jié)性能的模糊化建模
首先,工作人員提前做好準(zhǔn)備工作,對(duì)線路阻抗性質(zhì)有著充分了解,建立相應(yīng)的關(guān)系模型,并且運(yùn)用參數(shù)化狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣對(duì)電壓進(jìn)行有效修改,從而建立電壓控制模型,這樣不但能夠使工作人員實(shí)時(shí)了解集成電路系統(tǒng)實(shí)際情況,還能避免受到其他因素的影響,提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。具體過程表現(xiàn)為:假設(shè)集成電路系統(tǒng)除了反饋線外有眾多母線,工作人員運(yùn)用分布式方法對(duì)這一過程進(jìn)行有效計(jì)算,當(dāng)?shù)螖?shù)不斷增加時(shí),矩陣會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。以通信結(jié)構(gòu)圖為基礎(chǔ),會(huì)形成有功敏感度矩陣,當(dāng)系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)發(fā)生過電壓時(shí),會(huì)使得集成電路受到一定程度上的影響。要想使系統(tǒng)達(dá)到節(jié)能效果,需要工作人員對(duì)集成電路系統(tǒng)中的電壓進(jìn)行有效調(diào)節(jié),正常情況下對(duì)電壓進(jìn)行上下調(diào)節(jié),如果調(diào)節(jié)的成本相對(duì)較大,所獲得的調(diào)節(jié)收益相對(duì)較少,這就需要工作人員根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行有效調(diào)節(jié),在確保操作規(guī)范的前提下,減少對(duì)能源的浪費(fèi),從而獲得預(yù)期的效果。
3 以粒子群算法為基礎(chǔ)對(duì)電路電壓的優(yōu)化控制
為了確保試驗(yàn)操作的合理性,工作人員運(yùn)用粒子群算法進(jìn)行有效控制,粒子群算法具有顯著優(yōu)勢(shì),不但能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效搜集、整理,還能對(duì)其進(jìn)行尋優(yōu)處理,找到最合適的數(shù)據(jù),從而達(dá)到預(yù)期的目的。在運(yùn)用粒子群算法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行處理時(shí),工作人員要先選擇最優(yōu)位置,并把粒子按照最優(yōu)位置進(jìn)行有效排列。工作人員根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的混合編碼形式,把節(jié)能電壓控制動(dòng)作量作為粒子分量,這樣不但能夠滿足相關(guān)要求,還能對(duì)功率進(jìn)行有效約束,集成電路可以分為有功和無功,當(dāng)系統(tǒng)無法滿足相關(guān)要求時(shí),需要進(jìn)行無功補(bǔ)償,這就需要工作人員在電容量中注入一定的容量[2]。當(dāng)?shù)螖?shù)逐漸增加時(shí),集成電路有功功率也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化,一旦遇到特殊情況,工作人員可以對(duì)變壓器勵(lì)磁回路進(jìn)行忽略,這樣不但能夠?qū)ψ儔浩鬟M(jìn)行有效調(diào)節(jié),還能確保數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。要想增加有功負(fù)荷,需要就地補(bǔ)償,工作人員可以對(duì)電容器數(shù)值進(jìn)行有效計(jì)算,最大限度內(nèi)消除振蕩,從而減少故障的產(chǎn)生。
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
通過粒子群算法對(duì)其進(jìn)行研究,可知此種方法具有良好的節(jié)能優(yōu)化控制效果,工作人員主要利用電壓對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能控制,通過HSpice軟件仿真期間,設(shè)定相應(yīng)的頻率及電壓,由于系統(tǒng)不同,使得數(shù)據(jù)信號(hào)有所差異,在高電平持續(xù)時(shí)間下,工作人員運(yùn)用對(duì)比的方法對(duì)其進(jìn)行分析,得到下面幾組數(shù)據(jù):
通過此表可知,持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng),最小平方法功率值越大,出現(xiàn)這一現(xiàn)象的主要原因有:當(dāng)工作人員運(yùn)用模糊控制理論對(duì)其進(jìn)行研究時(shí),主要借助有功功率進(jìn)行操作,建立相應(yīng)的控制模型,工作人員通過模型不僅能夠隨時(shí)了解集成電路系統(tǒng)實(shí)際情況,還能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效分析,及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題,進(jìn)而找到相應(yīng)的解決措施。除了以模糊控制理論為基礎(chǔ)外,工作人員根據(jù)實(shí)際情況對(duì)粒子群算法進(jìn)行有效改進(jìn),并通過記憶能力對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效搜索,在較短時(shí)間內(nèi)對(duì)節(jié)能控制進(jìn)行優(yōu)化解,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制的目的。在集成電路系統(tǒng)相同電壓條件下,電路功率會(huì)不斷增加,而運(yùn)用所提方法進(jìn)行控制,不但能夠?qū)﹄妷哼M(jìn)行有效補(bǔ)償,還能對(duì)其進(jìn)行綜合處理。此外,工作人員還用組合式補(bǔ)償控制法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,與最小平方法相比,組合式補(bǔ)償法對(duì)于功率的消耗較低,靜態(tài)功耗變化較為穩(wěn)定,能夠達(dá)到節(jié)能的目的。
5 結(jié)語
對(duì)集成電路系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化控制研究具有重要作用,這就需要工作人員改變傳統(tǒng)的節(jié)能控制方法,運(yùn)用粒子群算法進(jìn)行研究,不但能夠獲得良好的節(jié)能控制效果,還能減少對(duì)集成電路系統(tǒng)的損耗。因此,工作人員要加強(qiáng)對(duì)粒子群算法的重視,不斷提高自身專業(yè)水平,掌握前沿方面知識(shí),使其具有較高的專業(yè)技能,這樣才能做好集成電路系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化控制工作,找到合適的節(jié)能方法,避免損耗較大能量,進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]吳建淇. 數(shù)字集成電路的發(fā)展及未來[J]. 電子技術(shù)與軟件工程, 2010, 16(10):100-101.
[2] 殷樹娟. 集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)的本科實(shí)踐教學(xué)探索[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索, 2013, 32(12):148-151.
[3]秦昌潛. 數(shù)字電子技術(shù)與模擬電子技術(shù)的區(qū)別與應(yīng)用[J]. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用, 2015(06): 212-213.
[4]呂曉侃. 模擬電子技術(shù)與數(shù)字電子技術(shù)的比較分析[J]. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用, 2016(11): 251-254.
[5]冀煒,于富堯,常思安,王雨龍,李夢(mèng)茹. 模擬電子技術(shù)與數(shù)字電子技術(shù)的對(duì)比分析[J]. 通訊世界, 2016(07): 266-267.
[6]孫炳. 模擬電子技術(shù)與數(shù)字電子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)比較[J]. 電子技術(shù)與軟件工程, 2016(16): 146-147.
[7]郭華. 自適應(yīng)濾波算法及應(yīng)用研究[D].蘭州:西北師范大學(xué),2007.
[8]張雄偉..DSP芯片的原理與開發(fā)應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2009.
[9]張德豐. 數(shù)字圖象處理(MATLAB版)[M].北京:人民郵電出版社,2009.
作者簡(jiǎn)介
李浩,邵陽學(xué)院國(guó)際學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生