物聯(lián)網(wǎng)低功耗關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用.doc

公示內(nèi)容一、項目名稱物聯(lián)網(wǎng)低功耗關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用二、完成人和完成單位信息完成人完成單位主要完成工作楊軍東南大學項目總負責人，負責制定總體技術(shù)路線，創(chuàng)新點1的主要貢獻者：提出能夠抗工藝波動讀寫穩(wěn)定的新型低電壓近閾值片上存儲器結(jié)構(gòu)，設(shè)計了極低功耗SRAM，實現(xiàn)低功耗數(shù)據(jù)訪問。時龍興東南大學對創(chuàng)新點1做出貢獻：提出一種全對稱結(jié)構(gòu)的跳變監(jiān)測單元，能在近閾值至寬電壓下穩(wěn)定的監(jiān)測數(shù)據(jù)時序；提出當前周期即時響應(yīng)的時鐘雙向拉伸電路，在拉伸信號出現(xiàn)即可完成頻率的調(diào)節(jié)吳建輝東南大學對創(chuàng)新點1做出貢獻：提出一種半無源結(jié)構(gòu)低電壓射頻前端電路，一種主從結(jié)構(gòu)的高共模抑制比和高電源抑制比的低電壓OTA結(jié)構(gòu)。對創(chuàng)新點2做出貢獻：提出基于數(shù)據(jù)量感知的緩存控制批量傳輸算法。戚隆寧東南大學對創(chuàng)新點1做出貢獻：設(shè)計實現(xiàn)導航芯片中的低功耗存儲系統(tǒng)。對創(chuàng)新點2做出貢獻：設(shè)計實現(xiàn)室內(nèi)定位系統(tǒng)中的低功耗傳感網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。劉昊東南大學創(chuàng)新點2的主要貢獻者：提出分布式擁塞避免媒體接入控制協(xié)議，通過跨層優(yōu)化的協(xié)同信道分配機制、基于信道競爭概率的自適應(yīng)競爭窗口調(diào)節(jié)機制，實現(xiàn)了低功耗無線傳感與網(wǎng)絡(luò)傳輸。單偉偉東南大學對創(chuàng)新點1做出貢獻：提出寬電壓下動態(tài)頻率和電壓調(diào)節(jié)方法，能夠基于實時監(jiān)測預(yù)測時序錯誤，從而能夠預(yù)先在寬電壓范圍內(nèi)對芯片的工作頻率和電壓進行實時調(diào)節(jié)，獲得最大的功耗收益。陳超東南大學對創(chuàng)新點1做出貢獻：提出一種全局主從增益校正電路，在不同工藝和溫度條件下保證低電壓中頻鏈路增益精確穩(wěn)定。三、項 目 簡 介物聯(lián)網(wǎng)“十三五”發(fā)展規(guī)劃指出我國已初步形成完整的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系，但芯片等核心基礎(chǔ)能力依然薄弱，原始創(chuàng)新能力與發(fā)達國家差距較大。突出表現(xiàn)在國產(chǎn)芯片在計算處理和無線網(wǎng)絡(luò)通信方面難以滿足物聯(lián)網(wǎng)低功耗應(yīng)用場景需求，亟待加強面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的低電壓低功耗計算處理和無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)研究。其面臨的主要技術(shù)難題在于先進工藝和低電壓（近閾值）背景下，由于固有的集成電路工藝、工作電壓和溫度偏差，電路性能和良率急劇惡化，傳統(tǒng)電路和設(shè)計方法難以適用。已有的傳感網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議難以處理突發(fā)局部熱點引起的大規(guī)模信道競爭和網(wǎng)絡(luò)擁塞等問題，造成網(wǎng)絡(luò)傳輸功耗急劇上升。在這一背景下，本項目取得兩項主要技術(shù)創(chuàng)新：1）低電壓（近閾值）超低功耗芯片設(shè)計技術(shù)。在國內(nèi)首次系統(tǒng)性研究了低電壓（近閾值）集成電路設(shè)計方法，突破了低電壓片上靜態(tài)存儲器、同步電路的彈性設(shè)計方法、模擬/射頻低功耗主從結(jié)構(gòu)等三項關(guān)鍵技術(shù)，研制的40nm 0.6V低電壓標準單元和存儲器獲得國內(nèi)領(lǐng)先、世界第三的集成電路代工廠中芯國際的認可，研制的0.6V 6mW低電壓導航芯片獲得國內(nèi)領(lǐng)先移動互聯(lián)芯片設(shè)計企業(yè)珠海全志的認可。2）低功耗傳感及無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。針對無線傳感網(wǎng)絡(luò)中信道競爭和網(wǎng)絡(luò)擁塞導致傳輸功耗高的問題，通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)MAC層協(xié)議的信道分配、信道接入和傳輸控制算法上的技術(shù)突破，避免干擾減少擁塞，實現(xiàn)了低功耗無線傳感網(wǎng)傳輸，平均傳輸功耗比國外技術(shù)低11.530%。本項目共授權(quán)發(fā)明專利16項（含美國專利2項），20102015年共發(fā)表SCI收錄論文11篇，累計影響因子14.480。2016年以來，共發(fā)表SCI收錄論文37篇，累計影響因子53.442。1篇推測型低電壓存儲器發(fā)表在集成電路頂級期刊固態(tài)電路IEEE JSSC，1篇室內(nèi)可見光定位通信發(fā)表在通信頂級期刊IEEE COMST。項目應(yīng)用效果顯著：1）江蘇東大集成電路系統(tǒng)工程技術(shù)有限公司整體應(yīng)用本項目技術(shù)，以低功耗核心技術(shù)提升物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品競爭力，研制并規(guī)模量產(chǎn)65nm低功耗系統(tǒng)芯片，開發(fā)工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)移動終端7系列16款共474,580臺，近兩年新增銷售額45,976萬元，新增利潤13,793萬元，在國內(nèi)物流快遞領(lǐng)域應(yīng)用于順豐等行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，取代國外競爭對手優(yōu)勢地位，市場占有率第一，并在海外市場與其形成正面競爭。2）深圳市國微電子有限公司采用本項目技術(shù)，研發(fā)國內(nèi)最大容量（72MB）低功耗軍用存儲器芯片，近兩年新增銷售額5000萬元。3）在低功耗關(guān)鍵技術(shù)突破基礎(chǔ)上，2015年創(chuàng)辦東南大學無錫集成電路技術(shù)研究所，專注低功耗技術(shù)輻射推廣，支持省內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)產(chǎn)品升級，2016年2017年服務(wù)企業(yè)18家，包括無錫中感微的低功耗藍牙芯片、蘇州博聯(lián)的低功耗無線短距離通信芯片、蘇州聯(lián)芯威的低功耗微控制器芯片等，累計新增銷售8800萬元。四、主要知識產(chǎn)權(quán)目錄序號知識產(chǎn)權(quán)類別知識產(chǎn)權(quán)具體名稱國家（地區(qū)）授權(quán)號授權(quán)日期證書編號權(quán)利人發(fā)明人1發(fā)明專利DYNAMIC VOLTAGE SCALING SYSTEM BASED ON ON-CHIP MONITORING AND VOLTAGE PREDICTION美國US 8909999 B22014.12.9US008909999 B2東南大學時龍興、單偉偉、楊軍、顧昊琳、劉新寧、張陽2發(fā)明專利POWER-ON-RESET (POR) CIRCUIT WITH ZERO STEADY-STATE CURRENT CONSUMPTION AND STABLE PULL-UP VOLTAGE美國US 8803580 B22014.8.12US008803580 B2東南大學時龍興，單偉偉，曹鵬，王學香，趙濤3發(fā)明專利一種高密度、高魯棒性的亞閾值存儲單元電路中國ZL200910183605.82011.8.3證書號第1290648號東南大學楊軍、柏娜、李杰、胡晨、時龍興4發(fā)明專利基于在線監(jiān)測的自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)及監(jiān)測路徑篩選方法中國ZL201510497887.42016.9.7證書號第2232757號東南大學單偉偉，徐志鵬，孫華芳5發(fā)明專利面向超寬電壓的在線監(jiān)測單元及監(jiān)測窗口自適應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中國ZL201510548679.22016.9.21證書號第2244578號東南大學單偉偉，吳建兵，戴文韜6發(fā)明專利一種低功耗可編程分頻器中國ZL201010579167.X2012.8.22證書號第1028910號東南大學吳建輝，楊世鐸，陳招娣，吉新春，張萌，李紅，時龍興7發(fā)明專利一種具有極低泄露電流的帶隙基準啟動電路中國ZL201610003613.X2017.5.10證書號第2481272號東南大學吳建輝，孫杰，傅娟，李紅8發(fā)明專利一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多流競爭場景下的數(shù)據(jù)傳輸方法中國ZL201410370854.92017.7.28證書號第2568603號東南大學劉昊，張?zhí)┢?，張萌，蔣富龍9發(fā)明專利一種基于媒介接入控制協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸方法中國ZL201210145412.52014.7.9證書號第1436818號東南大學劉昊、姜毅鑫、蔣富龍、吳建輝10發(fā)明專利一種全球定位系統(tǒng)導航數(shù)據(jù)的完整性存儲方法中國ZL201210059148.32013.7.10證書號第1230102號東南大學楊軍，胡晨，王嘉，黃少珉，戚隆寧，張哲，劉新寧，時龍興五、代表性論文目錄序號論文論著名稱/刊名/作者年卷頁碼通訊作者第一作者1A 1.5-V Current Mirror Double-Balanced Mixer With 10-dBm HP3 and 9.5-Db Conversion Gain, IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs. Shi, Longxing; Chen, Chao; Wu, Jianhui*; Zhang, Meng.2014年卷:59 期:4 頁:204-208吳建輝時龍興2A 2.4-GHz All-Digital PLL with a 1-ps Resolution 0.9-mW Edge-Interchanging-Based Stochastic TDC, IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs. Wu, Jianhui;Wang, Zixuan; Chen, Chao;Huang, Cheng; Zhang, Meng.2015年卷:62 期:10 頁:917-921吳建輝吳建輝3A Low-Power 2.4-GHz Receiver Front End with a Lateral Current-Reusing Technique, IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs. Chen, Chao; Wu, Jianhui; Huang, Dan; Shi, Longxing.2014年卷:61 期:8 頁:564-568陳超陳超4A CMOS Switched Load Harmonic Rejection Mixer for DTV Tuner Applications, IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers. Chen, Chao; Wu, Jianhui; Huang, Cheng; Shi, Longxing.2013年卷:60 期:2頁:428-436陳超陳超5A Secure Reconfigurable Crypto IC With Countermeasures Against SPA, DPA, and EMA, IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems. Shan Weiwei, Fu Xingyuan, Xu Zhipeng.2015年卷:34 期:7 頁: 1201-1205單偉偉單偉偉6Distributed Congestion Mitigation and Medium Access in Duty Cycling Wireless Sensor Networks, International Journal of Distributed Sensor Networks. Liu, Hao; Liu, Ye.2014年卷:10 期:8劉昊劉昊7Evaluation of Correlation Power Analysis Resistance and Its Application on Asymmetric Mask Protected Data Encryption Standard Hardware, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. Shan, Weiwei;Chen, Xin;Li, Bo;Cao, Peng;Li, Jie;Gao, Gugang;Shi, Longxing.2013年卷:62 期:10 頁: 2716-2724單偉偉單偉偉8An Adaptive Energy-Efficient and Low-Latency MAC Protocol for Wireless Sensor Networks, Journal of Communications and Networks. Liu, Hao; Yao, Guoliang; Wu, Jianhui; Shi, Longxing.2010年卷:12 期:5 頁:510-