人民網(wǎng)北京4月14日電（趙竹青）日前，在美國舉行的第67屆國際固態(tài)電路峰會（ISSCC 2020）上，我國科學家在國際上首次提出多級流水異步事件驅(qū)動型芯片架構(gòu)，研制出極低功耗的物聯(lián)網(wǎng)喚醒芯片。作為領(lǐng)域內(nèi)突破性成果之一，論文入選ISSCC 2020。

作為新興信息產(chǎn)業(yè)的重要應(yīng)用領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)的萬億級別市場正在逐步形成。然而受限于體積、重量和成本等因素，可穿戴設(shè)備、智能家居、無線傳感器、環(huán)境監(jiān)測等物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點，對芯片提出了苛刻的低功耗要求。

目前，降低物聯(lián)網(wǎng)芯片功耗的主要研究方向是基于周期性工作模式的專用型喚醒芯片。也就是說，它是通過讓芯片處于周期性的“休眠-喚醒”的切換狀態(tài)，來實現(xiàn)降低功耗的目的，但頻繁的喚醒動作，仍導致了嚴重的功耗浪費。

為突破現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)芯片的功耗瓶頸，研究團隊首次提出的多級流水異步事件驅(qū)動型芯片架構(gòu)，將傳統(tǒng)的“定期上報”的周期性工作模式，轉(zhuǎn)變?yōu)椤俺霈F(xiàn)異常再報警”的異步事件驅(qū)動型工作模式。這一全新的設(shè)計，顯著降低了物聯(lián)網(wǎng)芯片在“隨機稀疏事件”場景下的功耗。

此外，課題組同時提出了時域屏蔽型閾值交叉模數(shù)轉(zhuǎn)換器技術(shù)，解決了“噪聲誤觸發(fā)導致功能錯誤和功耗上升”難題；設(shè)計了基于時域脈沖信號處理技術(shù)的多功能信號特征判決器電路，滿足了物聯(lián)網(wǎng)喚醒芯片對通用性的需求；去掉了時鐘信號和時鐘網(wǎng)絡(luò)，將芯片在待機狀態(tài)下的主要功耗來源徹底摒棄。

基于上述創(chuàng)新技術(shù)，課題組研制了一顆極低功耗物聯(lián)網(wǎng)通用喚醒芯片。其平均功耗僅為57納瓦，比當前國際同類工作的最好水平提升了數(shù)十倍。該芯片在心率異常預(yù)警、心電T波異常預(yù)警、癲癇預(yù)警、語音喚醒等典型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景進行了驗證。

該成果由北京大學信息科學技術(shù)學院微納電子系的黃如院士-葉樂副教授課題組，與浙江省北大信息技術(shù)高等研究院、芯翼信息科技（上海）有限公司合作完成。

據(jù)了解，ISSCC會議每年2月中旬在美國舊金山召開，是芯片設(shè)計領(lǐng)域公認的頂級學術(shù)會議，有著“芯片設(shè)計領(lǐng)域國際奧林匹克大會”的美譽。在長達近七十年的會議歷史中，多項“芯片領(lǐng)域里程碑式發(fā)明”均在ISSCC首次披露。該論文是歷年來中國大陸地區(qū)入選的48篇論文之一，也是北京大學年度唯一入選論文。

人民網(wǎng)北京4月14日電（趙竹青）日前，在美國舉行的第67屆國際固態(tài)電路峰會（ISSCC 2020）上，我國科學家在國際上首次提出多級流水異步事件驅(qū)動型芯片架構(gòu)，研制出極低功耗的物聯(lián)網(wǎng)喚醒芯片。作為領(lǐng)域內(nèi)突破性成果之一，錦繡大地物流港 ，論文入選ISSCC 2020。

作為新興信息產(chǎn)業(yè)的重要應(yīng)用領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)的萬億級別市場正在逐步形成。然而受限于體積、重量和成本等因素，有路物流 ，可穿戴設(shè)備、智能家居、無線傳感器、環(huán)境監(jiān)測等物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點，對芯片提出了苛刻的低功耗要求。

目前，降低物聯(lián)網(wǎng)芯片功耗的主要研究方向是基于周期性工作模式的專用型喚醒芯片。也就是說，它是通過讓芯片處于周期性的“休眠-喚醒”的切換狀態(tài)，來實現(xiàn)降低功耗的目的，但頻繁的喚醒動作，仍導致了嚴重的功耗浪費。

為突破現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)芯片的功耗瓶頸，研究團隊首次提出的多級流水異步事件驅(qū)動型芯片架構(gòu)，將傳統(tǒng)的“定期上報”的周期性工作模式，轉(zhuǎn)變?yōu)椤俺霈F(xiàn)異常再報警”的異步事件驅(qū)動型工作模式。這一全新的設(shè)計，顯著降低了物聯(lián)網(wǎng)芯片在“隨機稀疏事件”場景下的功耗。

此外，課題組同時提出了時域屏蔽型閾值交叉模數(shù)轉(zhuǎn)換器技術(shù)，解決了“噪聲誤觸發(fā)導致功能錯誤和功耗上升”難題；設(shè)計了基于時域脈沖信號處理技術(shù)的多功能信號特征判決器電路，滿足了物聯(lián)網(wǎng)喚醒芯片對通用性的需求；去掉了時鐘信號和時鐘網(wǎng)絡(luò)，將芯片在待機狀態(tài)下的主要功耗來源徹底摒棄。

基于上述創(chuàng)新技術(shù)，課題組研制了一顆極低功耗物聯(lián)網(wǎng)通用喚醒芯片。其平均功耗僅為57納瓦，比當前國際同類工作的最好水平提升了數(shù)十倍。該芯片在心率異常預(yù)警、心電T波異常預(yù)警、癲癇預(yù)警、語音喚醒等典型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景進行了驗證。

該成果由北京大學信息科學技術(shù)學院微納電子系的黃如院士-葉樂副教授課題組，與浙江省北大信息技術(shù)高等研究院、芯翼信息科技（上海）有限公司合作完成。

據(jù)了解，ISSCC會議每年2月中旬在美國舊金山召開，是芯片設(shè)計領(lǐng)域公認的頂級學術(shù)會議，有著“芯片設(shè)計領(lǐng)域國際奧林匹克大會”的美譽。在長達近七十年的會議歷史中，多項“芯片領(lǐng)域里程碑式發(fā)明”均在ISSCC首次披露。該論文是歷年來中國大陸地區(qū)入選的48篇論文之一，也是北京大學年度唯一入選論文。