技术简介
本成果属于非易失处理器和物联网领域。随着物联网的快速扩张, 市场预测无线联网设备将在 2020 年超过 500 亿部。受限于滞后的电池技术, 联网设备工作时间短,需要频繁充电或更换电池。维护多达数十亿节点花费的时间和成本十分巨大,因此从环境中采集能量的自供能传感网技术成为首选方案。针对自供能传感网面临的供能不稳定、能量输入有限和系统可靠性等系列挑战,本成果设计实现了一套自供能环境下非易失计算芯片和自供能传感系统: 非易失计算芯片,能够在 1kHz 以上的脉冲供电条件下,实现稳定可靠的连续计算,并且能够保持电路在掉电前的所有状态,数据不丢失,实现真正意义上的断电可连续执行。由于该芯片完全不需要电力保持状态,其泄漏功耗为零,唤醒时间达到了微秒量级,较业界领先的德州仪器 MSP430 低功耗处理器,其唤醒速度提高 1-2 个数量级,唤醒能耗降低 3-4 个数量级, 并实现了零待机功耗。 基于非易失计算芯片的传感网节点系统,采用脉冲直流供电的节点工作模式,无需电池,实现了掉电后节点状态不会丢失、上电后节点能接续 断电前状态连续工作,解决了目前基于能量采集的传感网节点中电源电路过于复杂,电池更换成本高的问题。节点整体的休眠唤醒速度快(小于 50us)、能耗低(小于 20nJ),适用于太阳能、振动和无线供能等多种能量采集模式。 二、应用前景 本成果技术可大规模应用于物联网、健康监测、智能安防等领域。