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用于網(wǎng)絡(luò)傳感器應(yīng)用的低功耗傳感器節(jié)點(diǎn)處理器
來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/9/9

一種基于認(rèn)知傳感技術(shù)的傳感器節(jié)點(diǎn)處理器的測試芯片。在芯片旁邊放置了一個(gè)50美分的硬幣,用于尺寸比較。圖片來源:A * STAR微電子研究所


物聯(lián)網(wǎng)(IoT)描述了收集和分發(fā)日常生活數(shù)據(jù)的設(shè)備和應(yīng)用程序。支撐物聯(lián)網(wǎng)的傳感器設(shè)備和過程需要小巧,通用且節(jié)能。現(xiàn)在,A * STAR研究人員已經(jīng)開發(fā)出了一種傳感器處理器節(jié)點(diǎn),該節(jié)點(diǎn)能夠在使用超低功率水平的情況下進(jìn)行智能傳感1。


物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍從生物醫(yī)學(xué)信號處理到用于車輛狀態(tài)監(jiān)測和環(huán)境傳感的應(yīng)用。大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的尺寸很小,這意味著它們通常僅消耗少量電力。研究團(tuán)隊(duì)的劉欣和周軍解釋說,這對于處理器從傳感器采樣信息并分析數(shù)據(jù)的處理器而言尤其具有挑戰(zhàn)性,因?yàn)樗鼈兊墓男枨蠓浅4蟆iu說:“電池等電源空間的限制導(dǎo)致了微瓦級的關(guān)鍵電源預(yù)算! “在這個(gè)水平上,如果我們要在保持全面功能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)超低功耗,則處理器設(shè)計(jì)將變得極具挑戰(zhàn)性!


通常,工作電壓越低,總體功耗就越低。微電子研究所的研究小組采用了超低壓電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù),并進(jìn)一步開發(fā)了多種硬件加速器,用于傳感器信息的高能效信號處理。


通過利用關(guān)于特定傳感器信號的知識,采用更智能的方法進(jìn)行信號采集,可以進(jìn)一步取得關(guān)鍵進(jìn)展。在許多應(yīng)用中,傳感器信號采取突然尖峰的形式,可使用認(rèn)知采樣技術(shù)對其進(jìn)行最佳處理。這些技術(shù)的優(yōu)勢在于,它們將需要處理的數(shù)據(jù)量減少了約40%,從而大大降低了功耗。


使用這種技術(shù),研究人員能夠開發(fā)一種傳感器節(jié)點(diǎn)處理器設(shè)計(jì),該設(shè)計(jì)可以在低至0.5伏特的超低工作電壓下運(yùn)行,并且每個(gè)運(yùn)行周期僅使用29至39皮焦耳。


Liu解釋說,該設(shè)計(jì)代表了朝著更全面的硬件系統(tǒng)邁出的一步。


Liu表示:“新興的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在支持新加坡智能國家計(jì)劃的廣泛應(yīng)用中起著關(guān)鍵作用! “我們的研究團(tuán)隊(duì)旨在開發(fā)高能效的硬件電路和系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)高性能,人工智能,高能效和高安全級別!


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