面向无线片上网络系统的CMOS OOK收发器信道感知行为功耗建模
信号处理
2026-04-08 v3
摘要
无线片上网络（WNoC）系统通过短距离无线链路实现多核平台中的低延迟通信。然而，集成收发器（TRX）的功耗（主要由射频前端电路决定）仍然是一个主要挑战。此外，最佳工作频率仍不明确，因为必须平衡带宽、能效和技术成熟度。本文提出了一种信道感知行为建模框架，用于在宽频率范围内估计非相干开关键控（OOK）收发器的功耗并识别能效工作点。该方法利用CMOS实现的调查数据，推导出关键收发器子模块（包括功率放大器（PA）、振荡器、混频器、低噪声放大器（LNA）和包络检波器（ED））的频率相关功率模型。通过将频率相关的信道损耗纳入收发器功率预算，该模型捕捉了不同工作区域间的系统级功耗权衡。分析揭示了发射机和接收机之间功耗主导地位的频率依赖性转变：在较低频率下由振荡器和ED主导，而在较高频率下转变为由PA和LNA主导。此外，每比特能量图呈现出最佳点和一个基于模型的全局最小值，表明无法通过独立优化发射机或接收机来实现最佳运行。总体而言，所提出的框架能够快速且基于物理原理地探索功耗随频率和信道条件的变化，为WNoC系统及其他领域的高频无线链路的能效设计提供了实用指南。
引用
@article{arxiv.2410.23378,
title = {Channel-Aware Behavioral Power Modeling of CMOS OOK Transceivers for Wireless Network-on-Chip Systems},
author = {Mohammad Shahmoradi and Ahmet Yelboğa and Eduard Alarcón and Korkut Kaan Tokgöz and Sergi Abadal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.23378},
year = {2026}
}