國際半導體與集成電路領域的頂級會議“2017 Symposia on VLSI Technology and Circuits國際研討會(簡稱“2017 VLSI國際研討會”)”在日本京都成功舉行。在本次研討會上，ROHM與清華大學共同發(fā)布了采用鐵電技術，面向無線傳感網節(jié)點應用的超低功耗片上系統(tǒng)(SoC)的相關技術及性能，并向眾多與會者演示了系統(tǒng)的工作情況。

研討會現(xiàn)場技術發(fā)布

演示道具

無線傳感網節(jié)點(WSN)是實現(xiàn)物聯(lián)網的關鍵部件。采用從環(huán)境中采集的能量(如太陽能)對WSN供電，可免去頻繁更換電池或需使用電源線帶來的極大不便。因此，基于利用能量采集來實現(xiàn)無電池WSN的技術被業(yè)界寄予厚望。但是，基于目前環(huán)境能量采集技術所能獲得的能量，通常無法滿足傳感網節(jié)點長時間連續(xù)不斷的運行(包括數(shù)據(jù)采集、處理及傳輸)，而且環(huán)境能量采集也容易受到環(huán)境變動影響。對該問題通常的解決方法是通過控制WSN節(jié)點使物聯(lián)網間歇性工作，從而減少運行時間以達到降低其整體運行能耗的目的。實現(xiàn)物聯(lián)網間歇性工作需要不斷地開啟和關斷WSN節(jié)點，因此，如何提高每次開啟和關斷的速度和降低這期間需要的能耗，對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行也就變得至關重要。

在使用鐵電的非易失性存儲器(Fe-RAM)技術方面，多年來ROHM為了實現(xiàn)斷電后仍能保留數(shù)據(jù)，進行了多種嘗試，希望達到一接通電源，就能以極少的能耗快速恢復數(shù)據(jù)的效果。一方面，ROHM不僅將這類非易失性存儲器的優(yōu)勢應用于外部存儲器Fe-RAM上，同時也應用在處理器內的邏輯電路，以推進開發(fā)可大大減少電源開關前后數(shù)據(jù)保護相關處理過程的“非易失處理器(Nonvolatile processor)。另一方面，多年來清華大學針對在未來基礎設施的管理、醫(yī)療等眾多領域上重要性日益凸顯的WSN做了大量研究。在2012年清華大學和ROHM共同舉辦的"清華-ROHM國際產學連攜論壇(TRIFIA)"上，雙方對各自的技術前景和重要性進行了評估，并開始合作進行針對利用非易失處理器技術、基于環(huán)境能量采集的無線傳感器網絡的相關研究。該研究已取得一定成果，曾在計算機體系結構領域具有代表性的國際會議-- High Performance Computer Architecture 2015上榮獲最佳論文獎。

在本次研討會上發(fā)表的論文中提出的“非易失片上系統(tǒng)(NVSoC)”，是由清華大學劉勇攀副教授團隊與ROHM共同合作完成，迄今為止集成度最高的非易失計算芯片。該芯片通過集成快速喚醒、自適應電源模式切換、非易失外設控制器等電路技術，大幅度提升了非易失計算芯片在物聯(lián)網應用中的運行速度和能量效率。與上一代非易失計算芯片相比，NVSoC將系統(tǒng)級啟動速度提升了3.9倍，同時取得了11倍的能量效率提升。該成果將加快非易失計算芯片在物聯(lián)網、健康監(jiān)測、智能安防等領域中的大規(guī)模應用。

ROHM和清華大學在非易失處理器方面多年合作研究所取得的成果豐碩，憑借在非易失處理器領域的開創(chuàng)性貢獻，今年6月19日劉勇攀副教授在美國舉行的“第54屆設計自動化大會(DAC)”上榮獲“40歲以下杰出創(chuàng)新人才”獎。該會議是在集成電路和電子設計自動化研究領域最具影響力的國際學術會議，今年約有五千余人出席大會。2017年首屆“40歲以下杰出人才”獎項旨在表彰在電子設計自動化領域中具有杰出貢獻的青年創(chuàng)新人才，全球每年僅有5名極具創(chuàng)新精神的科技工作者獲得該獎項。劉勇攀副教授首次在DAC上獲得突破，獲得本項獎勵，也是目前獲得該獎項的唯一華人。一同獲此殊榮的包括IBM Truenorth芯片的項目經理，美國Cadence公司研發(fā)部副總裁等。

劉勇攀副教授(左三)在DAC上獲獎