研究人員開發(fā)可自供電的芯片架構(gòu)

美國哥倫比亞大學(xué)(ColumbiaUniversity)的研究人員們開發(fā)出一種新式的電子架構(gòu)，采用菊鏈中斷處理作業(yè)的方式，據(jù)稱可降低感測(cè)器功耗達(dá)100倍，讓未來的感測(cè)器不需使用電池或電源線，就能監(jiān)測(cè)生命體征、氣候變化以及能源消耗等應(yīng)用。

致力于這項(xiàng)研究的哥倫比亞大學(xué)研究人員們表示，這種自供電的電子架構(gòu)不必使用電池或進(jìn)行任何維護(hù)，即可讓感測(cè)器以及其它監(jiān)控設(shè)備經(jīng)年累月地隨時(shí)保持連線狀態(tài)。

“當(dāng)你在更小空間中整合更多功能時(shí)，功耗也會(huì)變得非常低，”哥倫比亞大學(xué)教授PeterKinget說，“但奈米級(jí)電晶體并不可靠，也無法維持較大的訊號(hào)位準(zhǔn)，因而需要新的設(shè)計(jì)理念。”

哥倫比亞大學(xué)展示一款可降低100倍功耗的晶片，它可透過環(huán)境光為感測(cè)器供電，因而無需使用電池。（資料來源：哥倫比亞大學(xué)來源）

透過菊鏈中斷處理作業(yè)──而非隨時(shí)保持傳輸狀態(tài)──可讓各種感測(cè)器大幅降低功耗，同時(shí)還提供所需的數(shù)據(jù)。這些應(yīng)用包括可監(jiān)測(cè)生命體征的智慧服飾(還能在緊急的情況下傳送穿戴者的位置)、監(jiān)控建筑物能源消耗的感測(cè)器，或是可在偏遠(yuǎn)地區(qū)收集并傳送天氣型態(tài)資料的感測(cè)器等。

Kinget表示，這種架構(gòu)以少量的環(huán)境光在晶片上產(chǎn)生奈米安培的電流，而為感測(cè)器供電，同時(shí)在儲(chǔ)存足夠能源以取得讀數(shù)時(shí)才為環(huán)境進(jìn)行間歇取樣。該元件并非為長(zhǎng)距離的無線接收器供電，而是查詢環(huán)境以便找到最近的鄰近感測(cè)器，而為節(jié)點(diǎn)至節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行通訊。由于這么小的元件無法確保一定的可靠性，因而該架構(gòu)還采用演算法平均多個(gè)讀數(shù)，以實(shí)現(xiàn)所需的任何準(zhǔn)確度。