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JSSC 2013第1期Power Management

A Modular 1 mm Die-Stacked Sensing Platform With Low Power I C Inter-Die Communi

提出一种模块化1mm堆叠式传感平台,具有低功耗层间通信和自适应电源管理。
228 pW待机功耗,11 nW系统待机功耗
模块化堆叠式传感平台低功耗通信自适应电源管理能量收集
模块化多层结构设计:采用异构多层堆叠结构,支持IC层的灵活添加/移除,实现硬件模块化(系统创新)。该设计通过1mm间距的die-stacking技术,显著提升传感器平台的可扩展性和定制化能力。
低功耗层间通信接口:提出新型低功耗C接口协议,兼容商业C协议的同时实现能效优化(电路创新)。实测层间通信功耗降低至传统方案的1/10,支持228pW待机功率的光学唤醒接收器。
自适应电源管理单元:创新性动态调节降压转换器,支持0.8-4.2V宽电压输入范围(方法创新)。通过实时监测能量收集条件(太阳能/热能/微生物燃料电池),自动匹配最优供电策略,系统待机功耗仅11nW。
异构集成传感系统:整合双处理器、定时器、温度传感器及低功耗成像器于多层架构中(系统创新)。通过光学唤醒接收器实现节点编程与同步,达成全系统级功耗优化。
Abstract
A1 . 0m m general-purpose sensor node platform with heterogeneous multi-layer s tructure is proposed. The sensor platform bene fits from modularity by allowing the addition/re- moval of IC layers. A new low power C interface is introduced for energy ef ficient inter-layer communication with compatibility to commercial C protocols. A self-adapting power management unit is proposed for ef ficient battery voltage down conversion for wide range of battery voltages and load current. The power man- ageme