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    芯翼信息科技參與的技術成果論文入選ISSCC 2020

    更新時間:2020-04-16點擊數:文字大?。?/SPAN>

    據消息,2月18日,在美國舊金山舉行的國際固態電路峰會ISSCC(International Solid-State Circuits Conference)上,北京大學黃如院士-葉樂副教授課題組,與浙江省北大信息技術高等研究院、芯翼信息科技(上海)有限公司(簡稱“芯翼信息科技”)合作,在國際上首次提出了多級流水異步事件驅動型芯片架構,將傳統的周期性工作模式轉變為異步事件驅動型工作模式,顯著降低了物聯網節點在“隨機稀疏事件”場景下的功耗。該成果以《面向物聯網應用的基于異步流水線事件驅動型架構和時域屏蔽LC-ADC技術的57nW軟件定義常開喚醒芯片》(A 57nW Software-Defined Always-On Wake-Up Chip for IoT Devices with Asynchronous Pipelined Event-Driven Architecture and Time-Shielding Level-Crossing ADC)為題入選了ISSCC2020,并由芯翼信息科技創始人、北京大學杰出校友肖建宏博士在現場宣講,受到了來自全世界的芯片領域知名高校、公司和研究機構的關注。

    【芯翼信息科技創始人肖建宏博士在ISSCC2020現場對論文進行宣講】

    據了解,ISSCC會議每年2月中旬在美國舊金山召開,是國際公認的規模最大、領域內最權威、水平最高的芯片設計領域學術會議,有著芯片設計領域國際奧林匹克大會的美譽。歷史上入選ISSCC的論文都代表著當前全球頂尖水平,展現出芯片技術和產業的發展趨勢,多項“芯片領域里程碑式發明”均在ISSCC首次披露,如:世界上第一個集成模擬放大器芯片(1968年)、第一個8位微處理器芯片(1974年)和32位微處理器芯片(1981年)、第一個1Gb內存DRAM芯片(1995年)、第一個多核處理器芯片(2005年)等等。在長達近七 十年的會議歷史中,中國大陸被錄用論文僅有48篇。本篇報道的論文是其中之一,也是北京大學該年度的唯一入選論文。

    作為新興信息產業的重要應用領域,物聯網的萬億級別市場正在逐步形成,超萬億級的設備和節點將通過物聯網技術實現萬物互聯和萬物智聯。受限于體積、重量和成本等因素,物聯網節點(如可穿戴設備、智能家居節點、無線傳感器節點、環境監測節點等)需要在微型電池或能量收集技術進行供電的情況下,能夠持續工作數年乃至十年以上,這對芯片提出了苛刻的低功耗要求。

    目前,降低物聯網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(例如:專用語音識別喚醒芯片),通過讓芯片處于周期性的“休眠-喚醒”的切換狀態,來實現降低功耗的目的;然而,物聯網節點通常工作在“隨機稀疏事件”場景下,為了避免丟失隨時可能發生的事件,通常需要“休眠-喚醒”的頻率遠高于事件的真實發生率,從而導致了嚴重的功耗浪費。

    北京大學黃如院士-葉樂副教授課題組在國際上首次提出了多級流水異步事件驅動型芯片架構,將傳統的周期性工作模式轉變為異步事件驅動型工作模式,顯著降低了物聯網節點在“隨機稀疏事件”場景下的功耗。課題組同時提出了時域屏蔽型閾值交叉模數轉換器Level-CrossingADC(LC-ADC)技術,解決了“噪聲誤觸發導致功能錯誤和功耗上升”這一傳統LC-ADC所固有的難題;并設計了基于時域脈沖信號處理技術的多功能信號特征判決器電路,通過離線或在線軟件定義的方式實現了對幅度、斜率、時間間隔、波峰、波谷等信號特征的組合判決,滿足了物聯網喚醒芯片對通用性的需求;此外,該芯片無時鐘信號和時鐘網絡,去除了芯片在待機狀態下的主要功耗來源。

    基于上述創新技術,課題組研制了一顆極低功耗無時鐘的物聯網通用喚醒芯片,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30倍。該芯片演示了心率異常預警、心電T波異常預警、癲癇預警、語音關鍵詞包絡喚醒等典型物聯網應用場景,芯片與微控制器MCU芯片等高性能模塊配合,可以在保證極低功耗的前提下實現更多復雜的物聯網喚醒功能。該工作首次提出的異步流水線事件驅動型架構,為極低功耗物聯網芯片領域的研究提供了一種突破現有功耗瓶頸的研究思路和解決路徑。

    芯翼信息科技創始人肖建宏博士及其團隊,擁有在超低功耗AIoT芯片設計領域十余年的技術經驗積累,為該項技術成果的未來商業化轉化,提供了豐富的市場化需求導入、產業化技術思路以及未來的產業化應用平臺,并最終聯合促成了成果在ISSCC 2020上的重磅推出。而作為創辦僅3年的半導體公司,芯翼信息科技也是今年中國唯一入選ISSCC 2020的初創企業,備受國際學術界和產業界矚目,技術和科研能力比肩國際最頂尖水平。

    對于本次合作論文入選ISSCC,芯翼信息科技創始人肖建宏表示,很榮幸能協助母校北京大學科研團隊實現全球最前沿的物聯網終端喚醒芯片核心技術突破性進展,后續會繼續加強與北京大學的合作,同時結合該技術以及公司規模商用的NB-IoT芯片,推動更多物聯網細分應用的落地。


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