物联网低功耗关键技术研发和应用.doc

公示内容一、项目名称物联网低功耗关键技术研发和应用二、完成人和完成单位信息完成人完成单位主要完成工作杨军东南大学项目总负责人，负责制定总体技术路线，创新点1的主要贡献者：提出能够抗工艺波动读写稳定的新型低电压近阈值片上存储器结构，设计了极低功耗SRAM，实现低功耗数据访问时龙兴东南大学对创新点1做出贡献：提出一种全对称结构的跳变监测单元，能在近阈值至宽电压下稳定的监测数据时序；提出当前周期即时响应的时钟双向拉伸电路，在拉伸信号出现即可完成频率的调节吴建辉东南大学对创新点1做出贡献：提出一种半无源结构低电压射频前端电路，一种主从结构的高共模抑制比和高电源抑制比的低电压OTA结构对创新点2做出贡献：提出基于数据量感知的缓存控制批量传输算法戚隆宁东南大学对创新点1做出贡献：设计实现导航芯片中的低功耗存储系统对创新点2做出贡献：设计实现室内定位系统中的低功耗传感网络传输协议刘昊东南大学创新点2的主要贡献者：提出分布式拥塞避免媒体接入控制协议，通过跨层优化的协同信道分配机制、基于信道竞争概率的自适应竞争窗口调节机制，实现了低功耗无线传感与网络传输单伟伟东南大学对创新点1做出贡献：提出宽电压下动态频率和电压调节方法，能够基于实时监测预测时序错误，从而能够预先在宽电压范围内对芯片的工作频率和电压进行实时调节，获得最大的功耗收益。

陈超东南大学对创新点1做出贡献：提出一种全局主从增益校正电路，在不同工艺和温度条件下保证低电压中频链路增益精确稳定三、项 目 简 介物联网“十三五”发展规划指出我国已初步形成完整的物联网产业体系，但芯片等核心基础能力依然薄弱，原始创新能力与发达国家差距较大突出表现在国产芯片在计算处理和无线网络通信方面难以满足物联网低功耗应用场景需求，亟待加强面向物联网应用的低电压低功耗计算处理和无线网络通信技术研究其面临的主要技术难题在于①先进工艺和低电压（近阈值）背景下，由于固有的集成电路工艺、工作电压和温度偏差，电路性能和良率急剧恶化，传统电路和设计方法难以适用②已有的传感网络通信协议难以处理突发局部热点引起的大规模信道竞争和网络拥塞等问题，造成网络传输功耗急剧上升在这一背景下，本项目取得两项主要技术创新：1）低电压（近阈值）超低功耗芯片设计技术在国内首次系统性研究了低电压（近阈值）集成电路设计方法，突破了低电压片上静态存储器、同步电路的弹性设计方法、模拟/射频低功耗主从结构等三项关键技术，研制的40nm 0.6V低电压标准单元和存储器获得国内领先、世界第三的集成电路代工厂——中芯国际的认可，研制的0.6V 6mW低电压导航芯片获得国内领先移动互联芯片设计企业——珠海全志的认可。

2）低功耗传感及无线网络通信技术针对无线传感网络中信道竞争和网络拥塞导致传输功耗高的问题，通过无线传感网络MAC层协议的信道分配、信道接入和传输控制算法上的技术突破，避免干扰减少拥塞，实现了低功耗无线传感网传输，平均传输功耗比国外技术低11.5~30%本项目共授权发明专利16项（含美国专利2项），2010~2015年共发表SCI收录论文11篇，累计影响因子14.4802016年以来，共发表SCI收录论文37篇，累计影响因子53.4421篇推测型低电压存储器发表在集成电路顶级期刊固态电路IEEE JSSC，1篇室内可见光定位通信发表在通信顶级期刊IEEE COMST项目应用效果显著：1）江苏东大集成电路系统工程技术有限公司整体应用本项目技术，以低功耗核心技术提升物联网终端产品竞争力，研制并规模量产65nm低功耗系统芯片，开发工业级物联网移动终端7系列16款共474,580台，近两年新增销售额45,976万元，新增利润13,793万元，在国内物流快递领域应用于顺丰等行业领军企业，取代国外竞争对手优势地位，市场占有率第一，并在海外市场与其形成正面竞争2）深圳市国微电子有限公司采用本项目技术，研发国内最大容量（72MB）低功耗军用存储器芯片，近两年新增销售额5000万元。

3）在低功耗关键技术突破基础上，2015年创办东南大学—无锡集成电路技术研究所，专注低功耗技术辐射推广，支持省内物联网企业产品升级，2016年~2017年服务企业18家，包括无锡中感微的低功耗蓝牙芯片、苏州博联的低功耗无线短距离通信芯片、苏州联芯威的低功耗微控制器芯片等，累计新增销售8800万元四、主要知识产权目录序号知识产权类别知识产权具体名称国家（地区）授权号授权日期证书编号权利人发明人1发明专利DYNAMIC VOLTAGE SCALING SYSTEM BASED ON ON-CHIP MONITORING AND VOLTAGE PREDICTION美国US 8909999 B22014.12.9US008909999 B2东南大学时龙兴、单伟伟、杨军、顾昊琳、刘新宁、张阳2发明专利POWER-ON-RESET (POR) CIRCUIT WITH ZERO STEADY-STATE CURRENT CONSUMPTION AND STABLE PULL-UP VOLTAGE美国US 8803580 B22014.8.12US008803580 B2东南大学时龙兴，单伟伟，曹鹏，王学香，赵涛3发明专利一种高密度、高鲁棒性的亚阈值存储单元电路中国ZL3605.82011.8.3证书号第1290648号东南大学杨军、柏娜、李杰、胡晨、时龙兴4发明专利基于监测的自适应电压调节系统及监测路径筛选方法中国ZL7887.42016.9.7证书号第2232757号东南大学单伟伟，徐志鹏，孙华芳5发明专利面向超宽电压的监测单元及监测窗口自适应调节系统中国ZL8679.22016.9.21证书号第2244578号东南大学单伟伟，吴建兵，戴文韬6发明专利一种低功耗可编程分频器中国ZL9167.X2012.8.22证书号第1028910号东南大学吴建辉，杨世铎，陈招娣，吉新春，张萌，李红，时龙兴7发明专利一种具有极低泄露电流的带隙基准启动电路中国ZL3613.X2017.5.10证书号第2481272号东南大学吴建辉，孙杰，傅娟，李红8发明专利一种无线传感器网络多流竞争场景下的数据传输方法中国ZL0854.92017.7.28证书号第2568603号东南大学刘昊，张泰平，张萌，蒋富龙9发明专利一种基于媒介接入控制协议的无线传感器网络传输方法中国ZL5412.52014.7.9证书号第1436818号东南大学刘昊、姜毅鑫、蒋富龙、吴建辉10发明专利一种全球定位系统导航数据的完整性存储方法中国ZL9148.32013.7.10证书号第1230102号东南大学杨军，胡晨，王嘉，黄少珉，戚隆宁，张哲，刘新宁，时龙兴五、代表性论文目录序号论文论著名称/刊名/作者年卷页码通讯作者第一作者1"A 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 页:204-208吴建辉时龙兴2"A 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 页:917-921吴建辉吴建辉3"A 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 页:564-568陈超陈超4"A 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页:428-436陈超陈超5"A 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 页: 1201-1205单伟伟单伟伟6"Distributed 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刘昊刘昊7"Evaluation 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 页: 2716-2724单伟伟单伟伟8"An Adaptive Energy-Efficient and Low-Latency MAC Protocol for Wireless Sensor Networks", Journal of Communications and 。