據(jù)北大新聞網(wǎng)消息，2月18日，在美國(guó)舊金山舉行的國(guó)際固態(tài)電路峰會(huì)ISSCC(International Solid-State Circuits Conference)上，北京大學(xué)黃如院士-葉樂(lè)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(簡(jiǎn)稱“芯翼信息科技”)合作，在國(guó)際上首次提出了多級(jí)流水異步事件驅(qū)動(dòng)型芯片架構(gòu)，將傳統(tǒng)的周期性工作模式轉(zhuǎn)變?yōu)楫惒绞录?qū)動(dòng)型工作模式，顯著降低了物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)在“隨機(jī)稀疏事件”場(chǎng)景下的功耗。該成果以《面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基于異步流水線事件驅(qū)動(dòng)型架構(gòu)和時(shí)域屏蔽LC-ADC技術(shù)的57nW軟件定義常開(kāi)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(chuàng)始人、北京大學(xué)杰出校友肖建宏博士在現(xiàn)場(chǎng)宣講，受到了來(lái)自全世界的芯片領(lǐng)域知名高校、公司和研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注。
【芯翼信息科技創(chuàng)始人肖建宏博士在ISSCC2020現(xiàn)場(chǎng)對(duì)論文進(jìn)行宣講】
據(jù)了解，ISSCC會(huì)議每年2月中旬在美國(guó)舊金山召開(kāi)，是國(guó)際公認(rèn)的規(guī)模最大、領(lǐng)域內(nèi)最權(quán)威、水平最高的芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)W術(shù)會(huì)議，有著芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域國(guó)際奧林匹克大會(huì)的美譽(yù)。歷史上入選ISSCC的論文都代表著當(dāng)前全球頂尖水平，展現(xiàn)出芯片技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，多項(xiàng)“芯片領(lǐng)域里程碑式發(fā)明”均在ISSCC首次披露，如：世界上第一個(gè)集成模擬放大器芯片(1968年)、第一個(gè)8位微處理器芯片(1974年)和32位微處理器芯片(1981年)、第一個(gè)1Gb內(nèi)存DRAM芯片(1995年)、第一個(gè)多核處理器芯片(2005年)等等。在長(zhǎng)達(dá)近七十年的會(huì)議歷史中，中國(guó)大陸被錄用論文僅有48篇。本篇報(bào)道的論文是其中之一，也是北京大學(xué)該年度的唯一入選論文。
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(wàn)億級(jí)別市場(chǎng)正在逐步形成，超萬(wàn)億級(jí)的設(shè)備和節(jié)點(diǎn)將通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)和萬(wàn)物智聯(lián)。受限于體積、重量和成本等因素，物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(如可穿戴設(shè)備、智能家居節(jié)點(diǎn)、無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)等)需要在微型電池或能量收集技術(shù)進(jìn)行供電的情況下，能夠持續(xù)工作數(shù)年乃至十年以上，這對(duì)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(例如：專用語(yǔ)音識(shí)別喚醒芯片)，通過(guò)讓芯片處于周期性的“休眠-喚醒”的切換狀態(tài)，來(lái)實(shí)現(xiàn)降低功耗的目的;然而，物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通常工作在“隨機(jī)稀疏事件”場(chǎng)景下，為了避免丟失隨時(shí)可能發(fā)生的事件，通常需要“休眠-喚醒”的頻率遠(yuǎn)高于事件的真實(shí)發(fā)生率，從而導(dǎo)致了嚴(yán)重的功耗浪費(fèi)。
北京大學(xué)黃如院士-葉樂(lè)副教授課題組在國(guó)際上首次提出了多級(jí)流水異步事件驅(qū)動(dòng)型芯片架構(gòu)，將傳統(tǒng)的周期性工作模式轉(zhuǎn)變?yōu)楫惒绞录?qū)動(dòng)型工作模式，顯著降低了物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)在“隨機(jī)稀疏事件”場(chǎng)景下的功耗。課題組同時(shí)提出了時(shí)域屏蔽型閾值交叉模數(shù)轉(zhuǎn)換器Level-CrossingADC(LC-ADC)技術(shù)，解決了“噪聲誤觸發(fā)導(dǎo)致功能錯(cuò)誤和功耗上升”這一傳統(tǒng)LC-ADC所固有的難題;并設(shè)計(jì)了基于時(shí)域脈沖信號(hào)處理技術(shù)的多功能信號(hào)特征判決器電路，通過(guò)離線或在線軟件定義的方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)幅度、斜率、時(shí)間間隔、波峰、波谷等信號(hào)特征的組合判決，滿足了物聯(lián)網(wǎng)喚醒芯片對(duì)通用性的需求;此外，該芯片無(wú)時(shí)鐘信號(hào)和時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)，去除了芯片在待機(jī)狀態(tài)下的主要功耗來(lái)源。
基于上述創(chuàng)新技術(shù)，課題組研制了一顆極低功耗無(wú)時(shí)鐘的物聯(lián)網(wǎng)通用喚醒芯片，平均功耗僅為57納瓦，比當(dāng)前國(guó)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(yù)警、心電T波異常預(yù)警、癲癇預(yù)警、語(yǔ)音關(guān)鍵詞包絡(luò)喚醒等典型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)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(shí)現(xiàn)更多復(fù)雜的物聯(lián)網(wǎng)喚醒功能。該工作首次提出的異步流水線事件驅(qū)動(dòng)型架構(gòu)，為極低功耗物聯(lián)網(wǎng)芯片領(lǐng)域的研究提供了一種突破現(xiàn)有功耗瓶頸的研究思路和解決路徑。
芯翼信息科技創(chuàng)始人肖建宏博士及其團(tuán)隊(duì)，擁有在超低功耗AIoT芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域十余年的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累，為該項(xiàng)技術(shù)成果的未來(lái)商業(yè)化轉(zhuǎn)化，提供了豐富的市場(chǎng)化需求導(dǎo)入、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)思路以及未來(lái)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用平臺(tái)，并最終聯(lián)合促成了成果在ISSCC 2020上的重磅推出。而作為創(chuàng)辦僅3年的半導(dǎo)體公司，芯翼信息科技也是今年中國(guó)唯一入選ISSCC 2020的初創(chuàng)企業(yè)，備受?chē)?guó)際學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界矚目，技術(shù)和科研能力比肩國(guó)際最頂級(jí)水平。
對(duì)于本次合作論文入選ISSCC，芯翼信息科技創(chuàng)始人肖建宏表示，很榮幸能協(xié)助母校北京大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)全球最前沿的物聯(lián)網(wǎng)終端喚醒芯片核心技術(shù)突破性進(jìn)展，后續(xù)會(huì)繼續(xù)加強(qiáng)與北京大學(xué)的合作，同時(shí)結(jié)合該技術(shù)以及公司規(guī)模商用的NB-IoT芯片，推動(dòng)更多物聯(lián)網(wǎng)細(xì)分應(yīng)用的落地。(部分內(nèi)容轉(zhuǎn)載自北大新聞網(wǎng))
