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(xiàng)目名稱(chēng)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(xué)項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)制定總體技術(shù)路線，創(chuàng)新點(diǎn)1的主要貢獻(xiàn)者：提出能夠抗工藝波動(dòng)讀寫(xiě)穩(wěn)定的新型低電壓近閾值片上存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了極低功耗SRAM，實(shí)現(xiàn)低功耗數(shù)據(jù)訪問(wèn)。時(shí)龍興東南大學(xué)對(duì)創(chuàng)新點(diǎn)1做出貢獻(xiàn)：提出一種全對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的跳變監(jiān)測(cè)單元，能在近閾值至寬電壓下穩(wěn)定的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)序；提出當(dāng)前周期即時(shí)響應(yīng)的時(shí)鐘雙向拉伸電路，在拉伸信號(hào)出現(xiàn)即可完成頻率的調(diào)節(jié)吳建輝東南大學(xué)對(duì)創(chuàng)新點(diǎn)1做出貢獻(xiàn)：提出一種半無(wú)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(duì)創(chuàng)新點(diǎn)2做出貢獻(xiàn)：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(xué)對(duì)創(chuàng)新點(diǎn)1做出貢獻(xiàn)：設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航芯片中的低功耗存儲(chǔ)系統(tǒng)。對(duì)創(chuàng)新點(diǎn)2做出貢獻(xiàn)：設(shè)計(jì)實(shí)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(xué)創(chuàng)新點(diǎn)2的主要貢獻(xiàn)者：提出分布式擁塞避免媒體接入控制協(xié)議，通過(guò)跨層優(yōu)化的協(xié)同信道分配機(jī)制、基于信道競(jìng)爭(zhēng)概率的自適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)窗口調(diào)節(jié)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了低功耗無(wú)線傳感與網(wǎng)絡(luò)傳輸。單偉偉東南大學(xué)對(duì)創(chuàng)新點(diǎn)1做出貢獻(xiàn)：提出寬電壓下動(dòng)態(tài)頻率和電壓調(diào)節(jié)方法，能夠基于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)時(shí)序錯(cuò)誤，從而能夠預(yù)先在寬電壓范圍內(nèi)對(duì)芯片的工作頻率和電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，獲得最大的功耗收益。陳超東南大學(xué)對(duì)創(chuàng)新點(diǎn)1做出貢獻(xiàn)：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(xiàng) 目 簡(jiǎn) 介物聯(lián)網(wǎng)“十三五”發(fā)展規(guī)劃指出我國(guó)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(dá)國(guó)家差距較大。突出表現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)芯片在計(jì)算處理和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信方面難以滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)低功耗應(yīng)用場(chǎng)景需求，亟待加強(qiáng)面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的低電壓低功耗計(jì)算處理和無(wú)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(jìn)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(jì)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(diǎn)引起的大規(guī)模信道競(jìng)爭(zhēng)和網(wǎng)絡(luò)擁塞等問(wèn)題，造成網(wǎng)絡(luò)傳輸功耗急劇上升。在這一背景下，本項(xiàng)目取得兩項(xiàng)主要技術(shù)創(chuàng)新：1）低電壓（近閾值）超低功耗芯片設(shè)計(jì)技術(shù)。在國(guó)內(nèi)首次系統(tǒng)性研究了低電壓（近閾值）集成電路設(shè)計(jì)方法，突破了低電壓片上靜態(tài)存儲(chǔ)器、同步電路的彈性設(shè)計(jì)方法、模擬/射頻低功耗主從結(jié)構(gòu)等三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，研制的40nm 0.6V低電壓標(biāo)準(zhǔn)單元和存儲(chǔ)器獲得國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、世界第三的集成電路代工廠中芯國(guó)際的認(rèn)可，研制的0.6V 6mW低電壓導(dǎo)航芯片獲得國(guó)內(nèi)領(lǐng)先移動(dòng)互聯(lián)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)珠海全志的認(rèn)可。2）低功耗傳感及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。針對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中信道競(jìng)爭(zhēng)和網(wǎng)絡(luò)擁塞導(dǎo)致傳輸功耗高的問(wèn)題，通過(guò)無(wú)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(shí)現(xiàn)了低功耗無(wú)線傳感網(wǎng)傳輸，平均傳輸功耗比國(guó)外技術(shù)低11.530%。本項(xiàng)目共授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利16項(xiàng)（含美國(guó)專(zhuān)利2項(xiàng)），20102015年共發(fā)表SCI收錄論文11篇，累計(jì)影響因子14.480。2016年以來(lái)，共發(fā)表SCI收錄論文37篇，累計(jì)影響因子53.442。1篇推測(cè)型低電壓存儲(chǔ)器發(fā)表在集成電路頂級(jí)期刊固態(tài)電路IEEE JSSC，1篇室內(nèi)可見(jiàn)光定位通信發(fā)表在通信頂級(jí)期刊IEEE COMST。項(xiàng)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(xiàng)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(jìng)爭(zhēng)力，研制并規(guī)模量產(chǎn)65nm低功耗系統(tǒng)芯片，開(kāi)發(fā)工業(yè)級(jí)物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)終端7系列16款共474,580臺(tái)，近兩年新增銷(xiāo)售額45,976萬(wàn)元，新增利潤(rùn)13,793萬(wàn)元，在國(guó)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(guó)外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手優(yōu)勢(shì)地位，市場(chǎng)占有率第一，并在海外市場(chǎng)與其形成正面競(jìng)爭(zhēng)。2）深圳市國(guó)微電子有限公司采用本項(xiàng)目技術(shù)，研發(fā)國(guó)內(nèi)最大容量（72MB）低功耗軍用存儲(chǔ)器芯片，近兩年新增銷(xiāo)售額5000萬(wàn)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(xué)無(wú)錫集成電路技術(shù)研究所，專(zhuān)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(jí)，2016年2017年服務(wù)企業(yè)18家，包括無(wú)錫中感微的低功耗藍(lán)牙芯片、蘇州博聯(lián)的低功耗無(wú)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(jì)新增銷(xiāo)售8800萬(wàn)元。四、主要知識(shí)產(chǎn)權(quán)目錄序號(hào)知識(shí)產(chǎn)權(quán)類(lèi)別知識(shí)產(chǎn)權(quán)具體名稱(chēng)國(guó)家（地區(qū)）授權(quán)號(hào)授權(quán)日期證書(shū)編號(hào)權(quán)利人發(fā)明人1發(fā)明專(zhuān)利DYNAMIC VOLTAGE SCALING SYSTEM BASED ON ON-CHIP MONITORING AND VOLTAGE PREDICTION美國(guó)US 8909999 B22014.12.9US008909999 B2東南大學(xué)時(shí)龍興、單偉偉、楊軍、顧昊琳、劉新寧、張陽(yáng)2發(fā)明專(zhuān)利POWER-ON-RESET (POR) CIRCUIT WITH ZERO STEADY-STATE CURRENT CONSUMPTION AND STABLE PULL-UP VOLTAGE美國(guó)US 8803580 B22014.8.12US008803580 B2東南大學(xué)時(shí)龍興，單偉偉，曹鵬，王學(xué)香，趙濤3發(fā)明專(zhuān)利一種高密度、高魯棒性的亞閾值存儲(chǔ)單元電路中國(guó)ZL200910183605.82011.8.3證書(shū)號(hào)第1290648號(hào)東南大學(xué)楊軍、柏娜、李杰、胡晨、時(shí)龍興4發(fā)明專(zhuān)利基于在線監(jiān)測(cè)的自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)路徑篩選方法中國(guó)ZL201510497887.42016.9.7證書(shū)號(hào)第2232757號(hào)東南大學(xué)單偉偉，徐志鵬，孫華芳5發(fā)明專(zhuān)利面向超寬電壓的在線監(jiān)測(cè)單元及監(jiān)測(cè)窗口自適應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中國(guó)ZL201510548679.22016.9.21證書(shū)號(hào)第2244578號(hào)東南大學(xué)單偉偉，吳建兵，戴文韜6發(fā)明專(zhuān)利一種低功耗可編程分頻器中國(guó)ZL201010579167.X2012.8.22證書(shū)號(hào)第1028910號(hào)東南大學(xué)吳建輝，楊世鐸，陳招娣，吉新春，張萌，李紅，時(shí)龍興7發(fā)明專(zhuān)利一種具有極低泄露電流的帶隙基準(zhǔn)啟動(dòng)電路中國(guó)ZL201610003613.X2017.5.10證書(shū)號(hào)第2481272號(hào)東南大學(xué)吳建輝，孫杰，傅娟，李紅8發(fā)明專(zhuān)利一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多流競(jìng)爭(zhēng)場(chǎng)景下的數(shù)據(jù)傳輸方法中國(guó)ZL201410370854.92017.7.28證書(shū)號(hào)第2568603號(hào)東南大學(xué)劉昊，張?zhí)┢剑瑥埫龋Y富龍9發(fā)明專(zhuān)利一種基于媒介接入控制協(xié)議的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸方法中國(guó)ZL201210145412.52014.7.9證書(shū)號(hào)第1436818號(hào)東南大學(xué)劉昊、姜毅鑫、蔣富龍、吳建輝10發(fā)明專(zhuān)利一種全球定位系統(tǒng)導(dǎo)航數(shù)據(jù)的完整性存儲(chǔ)方法中國(guó)ZL201210059148.32013.7.10證書(shū)號(hào)第1230102號(hào)東南大學(xué)楊軍，胡晨，王嘉，黃少珉，戚隆寧，張哲，劉新寧，時(shí)龍興五、代表性論文目錄序號(hào)論文論著名稱(chēng)/刊名/作者年卷頁(yè)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(yè):204-208吳建輝時(shí)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(yè):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(yè):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(yè):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(yè): 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(yè): 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(yè):510-