美研發(fā)出自供電的電子架構(gòu) 降低傳感器功耗

2013-08-22 14:20 來(lái)源:電子信息網(wǎng) 作者:洛小辰

美國(guó)哥倫比亞大學(xué)(Columbia University)的研究人員們開(kāi)發(fā)出一種新式的電子架構(gòu),采用菊鏈間歇性處理操作的方式,據(jù)稱可降低傳感器功耗達(dá)100倍,讓未來(lái)的傳感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),即可讓傳感器以及其它監(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Peter Kinget說(shuō),“但納米級(jí)晶體管并不可靠,也無(wú)法維持較大的信號(hào)位準(zhǔn),因而需要新的設(shè)計(jì)理念?!?

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哥倫比亞大學(xué)展示一款可降低100倍功耗的芯片,它可透過(guò)環(huán)境光為傳感器供電,因而無(wú)需使用電池。(資料來(lái)源:哥倫比亞大學(xué)來(lái)源)

透過(guò)菊鏈中斷處理操作──而非隨時(shí)保持傳輸狀態(tài)──可讓各種傳感器大幅降低功耗,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)生命體征的智能服飾(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)資料的傳感器等。

Kinget表示,這種架構(gòu)以少量的環(huán)境光在芯片上產(chǎn)生納米安培的電流,而為傳感器供電,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(wú)線接收器供電,而是查詢環(huán)境以便找到最近的鄰近傳感器,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(wú)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。

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