毫米級計算系統

美國科學家研製出一種可供青光眼病人使用的植入式眼壓監測器，據信這是世界首個完整的毫米級計算系統原型。輔之以一套無需調諧便可找準頻率的緊湊型無線電設備，多個毫米級計算系統就能搭建成一個無線感測器網路。這兩項進展是朝著毫米級計算進軍征程上的重要里程碑，而毫米級計算被認為是未來電子學研究領域的前沿。研究人員已在2011年2月22日舉行的國際電晶體電路研討會上提交了相關論文。該眼壓監測器由密西根大學電子工程和計算機科學系教授丹尼斯·西爾維斯特和大衛·布洛烏以及助教大衛·文茨洛夫負責研發，他們將一個超低功耗微 處理器、一個壓力感測器、存儲器、一個薄膜電池、一塊太陽能電池和一個帶有天線的緊湊型無線電設備整合在一起，整個系統大小不過一厘米見方。該系統每隔 15分鐘進行一次測量，平均功耗為5.3納瓦，暴露在室內光線下10個小時或者陽光直曬1.5個小時就可完成電池充電，並能夠儲存一周之內的測量信息。研究小組稱，該裝置有望在未來幾年內投放市場。

簡介

美國密西根大學的科學家近日發明了世界上最小的計算機系統。這個尚未命名的系統面積只有1平方毫米，用於壓力監測，可以植入青光眼患者的眼部，來持續跟蹤病症的發展狀況。
系統雖然微小卻五臟俱全，包括耗電極微的微處理器、感壓器、記憶體、薄膜電池，太陽能電池和帶有天線、可以將數據傳至外部接收器的無線電台。系統屬於“鳳凰晶片”(Phoenixchip)第三代，具有特殊設計，它的超級休眠模式可以將耗電降到最低。這個監測器每15分鐘“醒”一次，測量數據，平均耗電5.3豪微瓦。它可以儲存一周的數據信息。它每天只需10小時的室內光線或者1.5小時的太陽光來充電。研發人員稱這是第一套真正意義上的毫米級、完整的計算機系統。裡面所有元件都耗電極低，裝在一塊晶片上，可以收集、儲存和傳送信息。

美科學家發明世界最小計算機，面積僅1平方毫米。

這個微型系統有望在數年內完成商業化，並且被認為是計算機工業的未來發展方向。科學家稱這種微型系統聯網後可以用來監測污染、建築結構、巡邏以及追蹤幾乎任何物體。因為他們太小了，在一個晶圓上可以生產成千上萬個。

按照計算機發展的有效經驗法則之一貝爾定律的描述，大約每過10年，技術進步就會促成一個全新的尺度更小、成本更低的計算機平台的出現，從大型主機、個人電腦、筆記本直至智慧型手機，這一定律得到了充分印證。研究人員表示，他們新開發的這種幾乎微不可見的毫米級計算系統將會推動計算機工業的未來：普適計算（一種全新的計算理念，強調把計算機嵌入到環境或日常工具中去，讓計算機本身從人們視線中消失）的發展。

毫米級計算系統示意圖

這套新系統雖然是專門針對醫用人體感測器網路而開發的，但其在追蹤環境污染、監測結構的完整性等方面也有廣泛的套用前景。
不過，這一毫米級計算系統雖然很完整，但所攜帶的無線電設備還無法讓它和類似的其他系統進行“交談”，而這種節點對節點通信是一個無線感測器網路必須具備的重要特徵。為此，研究人員正在研製一種帶有集成片上天線（on-chipantenna）的無線電設備。他們採用先進的互補型金屬氧化物半導體（CMOS）工藝來控制天線的形狀和尺寸，由此可控制天線對電子信號的反應，從而避免使用目前兩個孤立的設備之間“通話”時必須依賴的粗重的外置平衡線，大大縮減了無線電系統的尺寸。
研究人員現正在研究如何降低該無線電設備的功耗，以使其與毫米級電池兼容。他們同時也希望為這些看上去微小但意義重大的進展申請專利，並尋找商業夥伴將這些技術推向市場。