自愈型智慧型晶片

自愈型智慧型晶片

自愈型智慧型晶片是由美國加州理工學院的工程師團隊首次開發出一種可自愈的集成晶片,可在微秒之間,對智慧型手機和電腦中從電池到總電晶體等故障自行修復。相關研究成果刊登在《IEEE微波理論與技術》期刊上。

簡介

自愈型智慧型晶片是由美國加州理工學院的工程師團隊首次開發出的一種可自愈的集成晶片,可在微秒之間,對智慧型手機和電腦中從電池到總電晶體等故障自行修復。

實驗情況

美國加州理工學院工程和套用科學部高速積體電路實驗室的研究團隊,在小功率放大器里證明了這種集成晶片的自愈能力。自愈型智慧型晶片的放大器非常小,如一便士大小可容納76個晶片,卻包括自我修復所需要的一切。他們在實驗室通過高功率的雷射對其震擊多次,摧毀了晶片的各個部分,然後在約不到一秒鐘的時間內,觀察到該集成晶片自動形成一個應急措施。

工作原理

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被賦予的積體電路晶片的自愈能力,類似於人類自身的免疫系統,能夠檢測和快速回響任何可能受到的攻擊,以保持系統的最佳工作狀態。科學家設計的功率放大器採用大量強健的晶片感測器,用來監視溫度、電流、電壓和功率。這些感測器把檢測到的信息送入在同一晶片上的一個專用積體電路(ASIC)單元,即系統大腦的中央處理器。大腦分析放大器的整體性能,並確定是否需要調整系統晶片變化部分的執行器。

該晶片的大腦不會基於對每一個可能的情況回響出的算法進行操作,而是對基於感測器的總體回響做出結論。

修復類型

研究小組觀察了20個不同的晶片,具有修復能力的功率放大器與那些沒安裝該晶片的相比,其整體表現更具可預測性和可重複性。

其自我修復可解決四種不同類型的問題:包括產品整個組件改變的靜態變化;逐漸重複使用引起系統內部屬性變化的長期老化過程中的問題;由於環境條件下如負載、溫度和電源電壓的差異誘導的短期變化以及偶然或災難性的部分電路破壞。

套用範圍

這個具有自愈能力的高頻率集成晶片,代表了該領域研究的最前沿,可用於下一代移動通信、感測器、成像和雷達應用程式,甚至有望擴展到幾乎任何其他的電子系統之中。

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