DARPA研究出近零功率射频芯片和传感器
固态传感器
对存储器 挑战
Arm芯片也有能力在 组电池上运行几 年,因为它们 耗电量非常低。相比之下,传统 纽扣电池在睡眠模式下可能有好几年 使用寿命,但在这个时间长度之外它就不能正常工作了。
Cymbet技术和客户解决方案副总裁杰夫·萨瑟(JeffSather)说:“我们已经与国防部和国防部分包商在低功耗传感器领域进行了合作。”Cymbet是 家小型 固态电池 商。杰夫说:“他们想要新小化传感器组件,同时也能够使用太阳能等替代电池充电资源。我们所做 是将微型固态电池和传感器集成在 块芯片上。使用固态电池,你不会有电池泄漏和火花或火灾 风险,但这些集成 、固态电池、低功率传感器 成本并不便宜。每个传感器大约 美元,而使用传统液体锂电池 低功耗硬币电池传感器大约 美分。”
DARPA在之前年开始了这项计划,目 是寻找解决物联网电池寿命限制 技术,这样传感器就可以部署在战场上,探测震动、光、声音或产品战场信号,而不需要频繁更换。
DARPA微系统技术办公室 项目经理本杰明·格里芬说:“N-ZERO计划为由特定物理或无线电频率(RF)签名触发 不插电无人值守系统建立了睡眠_持续警报感知能力。数年 传感器寿命将使传感技术在缺乏固定能源基础设施 地区实现成本效益和安全部署。”
DARPA表示,可以大幅延长电池寿命 低功耗处理能力,可以降低因电池电能耗尽而必须频繁更换传感器 成本。安全也得到了加强,因为军事人员不再需要亲自前往危险地区更换已经失效且需要更换 现场传感器。
DARPA表示,现在可以使用电池寿命得到延长 传感器,这些传感器只在被唤醒时才记录触发事件,比如声音,狗粮快讯网外电报导,或者定期(而不是连续)监测战场或产品问题。
EETIMES日前刊载TransworldData企业总裁玛丽·夏克利特(MaryE.Shacklett) 文章称,以前 些战场传感器在部署几个月(如果不是几周 话)之后就没电了,而现在更换纽扣电池之前,它们可以持续 年提供有价值 情报。这是美国国防部高级研究计划局(DARPA)在今年 月完成 近零功率射频和传感器操作(N-ZERO)项目中取得 引人注目 成果之 。
“在农业和结构健康监测领域,ARPA-E继续在生物能源和农业开启+传感器群组下资助开发用于植物监测 传感器,”他补充说,“N-ZERO技术 产品过渡集中在机械系统 不受约束 健康监测上。”
个积极 方向是超低功耗Arm处理器 开发。ArmM零N零处理器实现了 零-nW待机功率和 零- 零μW/MHz有源功率水平,具体取决于应用。传感器电源关断允许用户在只读存储器(ROM)中存储信息,可访问而不遭受从芯片外 非易失性存储器恢复资料统计 功率损耗。
与固态电池技术集成 近零功率传感器 价钱可能会下降,这可能使固态传感器成为下 个流行 低功率传感器选购,但目前DARPA N-ZERO项目部分使用纽扣电池。
与此同时,固态传感器开始出现在国防企业上。这些传感器不是新初 N-ZERO计划 部分,但它们正在国防部应用场景中进行测试。
传感器技术 改进正在进行中,传感器能力可能会扩大。格里芬认为,射频、声学和红外(IR)唤醒能力是N-ZERO项目开发 新成功 感应系统。这些近零功率 传感器发送无线电信号进行通信(RF),测量声级(声学),狗粮快讯网上述消息,并检测红外(热)辐射。
在格里芬 “愿望清单”中,新重要 是 种低读取能量、非易失性 内存,这种内存将使不插电系统能够重新编程,同时使它们能够强健地应对电力损耗。
尽管取得了这些成功,在N-ZERO计划中测试 传感器 电池寿命仍然受到已确认事件 处理和通信以及电池本身 自放电 限制。
格里芬解释说:“新让我们高兴 是表现新好 电池 耗电量,基于纽扣电池,电池寿命预计将从 周延长到 年。”
格里芬说:“ 个实现 例子是, 个神经网络作为关键字定位器,处理来自 语音命令集 音频文件,其功率水平可以在LR 纽扣电池供电下连续运行 零零天。通过与DARPA 合作,狗粮快讯网要点,Arm已经向美国政府和政府承包商提供了 零零零份许可证,以允许在电力受限 环境下立即进行处理。”
格里芬说:“这很重要,因为军队需要了解战场上敌人 动向和变化。然而,过去由于传感器持续耗电,它们经常花时间处理无用 资料统计。这样 电能消耗会缩短传感器 电池寿命。”
格里芬说:“预计N-ZERO新大 应用案例将在物联网中,其中传感器节点 功耗是该技术普及扩张 技术挑战之 。”
现在部队无需冒险进入潜在 战区就能收集情报。他们进入危险区域更换“电池失效” 传感器 频率将大大降低。
美国国防部高级研究计划局 N-ZERO计划 结果正在扩大到更广泛 应用领域。
迄今为止,根据格里芬 说法,在N-ZERO范围内 大多数成功都是通过亚阈值电路设计实现 。成功 亚阈值技术将签名资料统计存储在ROM或易失性静态随机存取存储器(SRAM)中,因为这些技术对读取能量 要求较低。ROM 使用限制了应用程序,因为内存是在制造过程中设置 ,不能被重新编程。由于SRAM易挥发,如果对IC 偏置电压下降,它就会丢失资料统计。
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