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多融合感知AIoT 芯片

发布日期:2021-2-20    来源:本站    返回列表

        成果简介:
        该项目针对电缆接头测温、运行状态监测等多融合感知应用场景需求,设计国内第一款全自主知识产权的声表面波(SAW)处理 AIoT 芯片,同时打破美国3M 公司技术垄断,量产自主可控的基于先进 SAW AIoT 芯片的接头测温和定位感知产品。
       SAW 是近年来在 5G/4G 通信和传感领域爆发应用的一种新兴技术。其独特的无源无线、耐高低温、耐高压、耐恶劣环境等特性,使其在射频滤波、状态监测等领域具有无可替代的先天优势。然而由于与其配套的信号处理系统对小信号的分离处理引入过多噪声、电路结构复杂、DSP 软件算法处理性能差、功耗大、体积大、成本高等问题,限制了 SAW 技术的更快普及。因此本项目针对 SAW传感应用场景,研发SAW AIoT 芯片。
       芯片采用 RISC-V 处理器+ASIC 加速引擎架构,包含高性能高灵敏度滤波、放大、解调、数模转换模块、射频、高精度时频处理模块、多感知信号融合补偿处理优化算法、超抗扰、低噪声电路设计等自主知识产权专利技术,实现对SAW 回波信号快速、抗扰、低功耗、精确提取,从而实现对测温、定位、运行状态监测等应用场景的低功耗瞬时处理。其中,RISC-V 负责控制 AIoT 系统软件控制操作,对多融合传感数据的关联计算,剔除和预测计算,ASIC 电路负责对状态变量和奇异目标函数优化求解,高频高分辨率频率估计算法等加速计算,获取多感知数据的线性识别结果,提高信号处理速度和降低功耗。
       应用该 SAW AIoT 芯片的测温产品,能够替代现有美国 3M 公司高昂售价的110kv 内测温产品,性能功能类同情况下成本降低 9/10,且同时实现测温和定位多融合感知功能,量产后每年新增市场约 200 亿。面向运行状态监测、环境监测等其他爆发式应用场景,应用该 SAW AIoT 芯片的状态监测产品,每年新增市场约 60 亿以上。因此,本项目不仅具有核心知识产权和较高的技术壁垒,且市场应用领域非常广阔,值得持续投入研发,不断研发并量产系列 SAW AIoT 芯片和面向行业应用的物联网产品,助力工业互联网和新基建建设,在细分行业领域达到国内领先。

      应用情况:
      SAW 技术自身特点以及当前物联网、工业互联网等新基建计划等刺激和爆发式应用,进一步催生了 SAW AIoT 芯片、SAW 传感器及其系统的研究发展。 SAW 传感器,包括 SAW 温度传感器,SAW 压力传感器、SAW 湿度传感器、 SAW 化学气体传感器、SAW 液相传感器、SAW 化学传感器、SAW 生物传感器等快速发展。国际上SAW 传感器的应用还包括汽车轮胎气压和温度的同步测量、电动机转子温度和转矩测量、1000℃无线高温测量、高压输电线避雷器的温度测量等。每年可带来新增市场200 亿以上。

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