未来芯片将透过传感器监控自身状态

　　未来嵌入式运算架构在复杂性及效能上将远远超过现今架构，专家认为下一代芯片架构应向智能工厂取经，而发起跨大西洋研究计画规划未来的芯片设计原则。

　　来自加州大学尔湾分校（University of California， Irvine；UCI）、布伦瑞克科技大学（Technical University of Braunschweig）和慕尼黑理工大学（Technical University of Munich）的研究人员已启动开发下一代芯片的共同研究计画。

　　最近在Dresden召开的DATE 18电子设计和测试会议上，这些机构的研究人员发表其共同研究计画，想开发出一种设计方法，让芯片制造商能开发下一代芯片，以应付自驾车、先进医疗电子或自组织生产等领域全面数码化的挑战。事实上，这群科学家受到智能工厂的概念激励。在现今工业4.0工厂，自动化机器人、传感器和计算机以多种方式连接形成一个复杂的虚实集成系统。布伦瑞克科技大学首席研究员、计算机及网络架构学教授Rolf Ernst表示，为维持生产高效运行，工厂需妥善管理物流、供应和设备控制，以适应当前的工作量，同时还要考虑维护和持续营运。慕尼黑理工大学教授Andreas Herkersdorf解释，未来的微电子系统面临类似需求。

　　工厂虽需配备公用设施、供应物流等，但未来嵌入式运算基础设施也需要类似物流，包括热量和电力监控与控制、时脉控制、各种电源、系统单芯片及各种芯片岛。这类芯片岛的例子是处理核心、I/O电路、专用加速器等，而其各有不同需求。

　　工厂和复杂芯片架构之间的相似之处，激发该研究团队将其概念称为信息处理工厂。然而，此概念不仅包括从半导体技术到处理器架构的半导体层面，还包括操作系统和中间软件。其目标是在各个系统层次建立一系列自组织∕自我感知（self-organizing / self-aware；SOSA）实体。

　　Rolf Ernst表示，这些实体之间会相互关联，协作实现全系统的监控和控制功能。因此复杂的系统单芯片（SoC）将会能透过嵌入式传感器不断观察自身状态及操作参数，从而能及早发现性能下降、热异常或其它早期故障指标，甚至可透过此方法检测到某些安全威胁。若检测到即将发生的故障，则该概念提供了必要时可启用的预留资源。

　　除芯片设计和运算架构外，该计画旨在提供创建这种信息处理工厂所需的设计工具。在目前专注于微芯片的早期阶段，该计画旨在成为UCI及其德国合作伙伴的先导计画。资金由美国国家科学基金会（National Science Foundation of the US）和德国研究基金会（German Research Foundation）提供。