個毫米級計算系統(tǒng)原型問世
發(fā)布日期：2013-11-14 瀏覽次數(shù) ：828
美國科學(xué)家研制出一種可供青光眼病人使用的植入式眼壓監(jiān)測器，據(jù)信這是個完整的毫米級計算系統(tǒng)原型。輔之以一套無需調(diào)諧便可找準頻率的緊湊型無線電設(shè)備，多個毫米級計算系統(tǒng)就能搭建成一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。這兩項進展是朝著毫米級計算進軍征程上的重要里程碑，而毫米級計算被認為是未來電子學(xué)研究領(lǐng)域的前沿。研究人員已在22日舉行的晶體管電路研討會上提交了相關(guān)論文。
按照計算機發(fā)展的有效經(jīng)驗法則之一貝爾定律的描述，大約每過10年，技術(shù)進步就會促成一個全新的尺度更小、成本更低的計算機平臺的出現(xiàn)，從大型主機、個人電腦、筆記本直至智能手機，這一定律得到了充分印證。研究人員表示，他們新開發(fā)的這種幾乎微不可見的毫米級計算系統(tǒng)將會推動計算機工業(yè)的未來——普適計算（一種全新的計算理念，強調(diào)把計算機嵌入到環(huán)境或日常工具中去，讓計算機本身從人們視線中消失）的發(fā)展。
該眼壓監(jiān)測器由密歇根大學(xué)電子工程和計算機科學(xué)系教授丹尼斯·西爾維斯特和大衛(wèi)·布洛烏以及助教大衛(wèi)·文茨洛夫負責研發(fā)，他們將一個超低功耗微處理器、一個壓力傳感器、存儲器、一個薄膜電池、一塊太陽能電池和一個帶有天線的緊湊型無線電設(shè)備整合在一起，整個系統(tǒng)大小不過一厘米見方。該系統(tǒng)每隔15分鐘進行一次測量，平均功耗為5.3納瓦，暴露在室內(nèi)光線下10個小時或者陽光直曬1.5個小時就可完成電池充電，并能夠儲存一周之內(nèi)的測量信息。研究小組稱，該裝置有望在未來幾年內(nèi)投放市場。
這套新系統(tǒng)雖然是專門針對醫(yī)用人體傳感器網(wǎng)絡(luò)而開發(fā)的，但其在追蹤環(huán)境污染、監(jiān)測結(jié)構(gòu)的完整性等方面也有廣泛的應(yīng)用前景。
不過，這一毫米級計算系統(tǒng)雖然很完整，但所攜帶的無線電設(shè)備還無法讓它和類似的其他系統(tǒng)進行“交談”，而這種節(jié)點對節(jié)點通信是一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)必須具備的重要特征。為此，研究人員正在研制一種帶有集成片上天線（on-chip antenna）的無線電設(shè)備。他們采用的互補型金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）工藝來控制天線的形狀和尺寸，由此可控制天線對電子信號的反應(yīng)，從而避免使用目前兩個孤立的設(shè)備之間“通話”時必須依賴的粗重的外置平衡線，大大縮減了無線電系統(tǒng)的尺寸。
研究人員現(xiàn)正在研究如何降低該無線電設(shè)備的功耗，以使其與毫米級電池兼容。他們同時也希望為這些看上去微小但意義重大的進展申請，并尋找商業(yè)伙伴將這些技術(shù)推向市場。
個毫米級計算系統(tǒng)原型問世
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