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接下来的无线通信 计算机芯片本身

2019-04-19 10:26:28   来源:

佛罗里达州盖恩斯维尔---硅芯片可能很快就会加入越来越多的无线设备,这一开发可以加速计算机并带来新的有用产品。

由佛罗里达大学电气工程师领导的一组研究人员展示了第一个完全基于计算机芯片构建的无线通信系统。微电子系统由微型无线电发射器和天线组成,根据美国电气和电子工程师协会出版的“固态电路杂志”上发表的一篇文章,在指甲大小的芯片上广播信息。

“天线将以这种或那种方式安装到芯片上 - 这是不可避免的,”UF电气与计算机工程教授兼首席研究员Kenneth O说。“我们真的是第一个让技术发生的团体。”

O的五年研究项目的主要赞助商是半导体研究公司,这是一个为该研究提供了约100万美元的行业联盟。

随着芯片尺寸和复杂性的增加,通过硅平台中嵌入的许多细线将信息同时传输到芯片的所有部分变得更加困难,O说。基于芯片的无线电可以绕过这些电线,确保更大芯片的性能不断提高。O说,这些微型无线电芯片还可以制造出小巧便宜的麦克风,运动探测器和其他设备。

O说,市场上最快的芯片,用于奔腾4和其他高端处理器 - 现在以2千兆赫的速度运行,这意味着它们每秒执行20亿次计算。他说,制造商正在快速开发提高速度的技术,芯片能够以20千兆赫的速度处理信息,或者每秒200亿次计算。许多专家认为,即使是100千兆赫的芯片也是可行的。

O说,速度的提高将伴随着芯片尺寸的增加。他说,虽然今天的平均芯片大约是1平方厘米,或略低于半英寸,但预计未来二十年预计的芯片速度将达到2或3厘米,或大约1.2英寸。

O说,芯片越大,同时向所有区域发送信息的难度就越大,因为芯片内数百万个微小电路之间的距离变得更加多变。当延迟影响所谓的“时钟信号”的分配时,这会影响芯片的性能,所述“时钟信号”是同步分配给芯片的许多不同信息处理任务的基本信号。为获得最佳性能,该信号必须基本上同时到达芯片的所有区域。

在5月份的文章中,O和他的同事报告说,从芯片一侧的微型发射器广播时钟信号,距离芯片的距离为5.6毫米,约为五分之一英寸,另一端是微型接收器,避免芯片内部的所有电线。

“我们所做的不是通过电线传输信号,而是广播并接收信号,”O说。

他说,演示证明可以使用无线系统来广播片上信号。

O说,基于芯片的无线电的潜在应用不仅仅是维持更大芯片的性能。通常,这种芯片的可用性可以导致芯片到芯片的无线通信基础设施,无缝地并且不断地连接台式机,手持式计算机,移动电话和其他便携式设备。

在其他潜在应用中,军方表示有兴趣将无线芯片与麦克风等微型传感器配对。这个想法是在一个区域内丢弃数千甚至数十万个这样的设备,以便在广泛的区域内进行窃听。O说,芯片将自己组成一个监听网络,军方会根据需要监控系统。在民用方面,O说,科学家和工程师已经推测无线芯片可以与运动探测器配对并植入建筑物的墙壁。例如,如果建筑物因地震而倒塌,那么芯片网络可以向救援人员广播有关移动的信息以寻找受害者。