Un procesador de nodo sensor para aplicaciones de sensores en red logra un consumo de energía ultra bajo mediante el uso de operación de voltaje ultra bajo, aceleración de hardware y técnicas de detección cognitiva.
El Internet de las cosas IoT describe dispositivos y aplicaciones que recopilan y distribuyen datos para la vida cotidiana. Los dispositivos y procesos sensores que respaldarán el IoT deben ser pequeños, versátiles y de bajo consumo. Ahora los investigadores de la Agencia de Ciencia, Tecnología yResearch A * STAR ha desarrollado un nodo de procesador de sensor que es capaz de detectar de manera inteligente mientras usa niveles de potencia ultra bajos.
Las aplicaciones de IoT van desde el procesamiento de señales biomédicas hasta los usos en el monitoreo del estado del vehículo y la detección ambiental. La mayoría de los dispositivos de IoT son de tamaño pequeño, lo que significa que generalmente consumen solo una pequeña cantidad de energía. Esto es particularmente difícil para los procesadores que toman muestras delXin Liu y Jun Zhou del equipo de investigación explican la información de los sensores y analizan los datos, ya que sus demandas de energía, en contraste, son intensas. "Los límites en el espacio para las fuentes de energía como las baterías conducen a un presupuesto de energía crítico en elnivel de micro vatios ", dice Liu." En este nivel, el diseño del procesador se vuelve extremadamente desafiante si queremos lograr un consumo de energía ultra bajo mientras mantenemos funciones integrales ".
Por lo general, cuanto más bajo es el voltaje de operación, más bajo es el consumo de energía general. El equipo de investigación del Instituto de Microelectrónica adoptó técnicas de diseño de sistemas y circuitos de muy bajo voltaje y desarrolló aún más diversos aceleradores de hardware para el procesamiento de señales de alta eficiencia energética del sensorinformación.
Es posible un avance clave adicional al adoptar un enfoque más inteligente para la adquisición de la señal, al utilizar el conocimiento sobre las señales específicas del sensor. En muchas aplicaciones, las señales del sensor toman la forma de picos repentinos, que se procesan mejor mediante muestreo cognitivotecnologías. La ventaja de esas técnicas es que reducen la cantidad de datos que deben procesarse en aproximadamente un 40 por ciento, lo que reduce en gran medida el consumo de energía.
Utilizando tales técnicas, los investigadores pudieron desarrollar un diseño de procesador de nodo sensor que puede operar con voltajes operativos muy bajos, tan bajos como 0.5 voltios, y que usan solo 29 a 39 pico Joule por ciclo de operación.
El diseño representa un paso hacia un conjunto más completo de sistemas de hardware, explica Liu.
"Los dispositivos emergentes de IoT juegan un papel clave para apoyar la iniciativa Singapur Smart Nation en una amplia gama de aplicaciones", dice Liu. "Nuestro equipo de investigación tiene como objetivo desarrollar circuitos y sistemas de hardware de alta eficiencia energética, para lograr inteligencia artificial de alto rendimiento, alta eficiencia energética y un alto nivel de seguridad "
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Materiales proporcionado por Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación A * STAR . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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