【產通社，3月20日訊】上海交通大學（Shanghai Jiao Tong University, SJTU）官網消息，電子信息與電氣工程學院微納電子學系毛志剛教授、何衛鋒教授團隊在2023年國際固態電路會議（International Solid-State Circuits Conference，ISSCC）上發表了題為“CCSA: A 394TOPS/W Mixed-Signal GPS Accelerator with Charge-Based Correlation Computing for Signal Acquisition”（CCSA：一種基于混合信號電荷域計算技術的高能效GPS信號捕獲電路）的研究論文。

該研究通過采用數模混合的計算方式與電荷共享的累加機制，設計了一款新型GPS信號捕獲芯片，其能效可達114-394TOPS/W，較現有國際最好水平提升了8.2倍。該論文的第一作者為微納電子學系博士生李婕妤，通訊作者為其導師何衛鋒教授。

作為物聯網和可穿戴計算設備中的核心模塊，GPS（Global Positioning System, GPS）信號捕獲電路的設計技術一直受到大家的關注。GPS接收機通過執行計算密集型的卷積相關操作來獲取衛星信號與本地設備間的時間偏移量，從而完成本地位置的估算。為提高定位的準確性，GPS接收機通常需要針對多顆衛星（4~12顆）進行多次相關操作。在此情況下，信號捕獲電路的能耗給便攜式設備的續航工作能力帶來了極大挑戰。

研究團隊針對衛星信號捕獲過程中大量的相關操作，將乘法運算采用數模混合的方式實現，并將累加運算搬移到電荷域完成。在此基礎上，通過采用大規模的并行執行陣列結構，有效提升了電路的計算性能和能效。圖1給出了圍繞上述思路所設計的二維大規模并行運算陣列（64x64 PE）結構。

測試結果表明，該芯片可在0.34V至0.9V工作電壓下實現114-394TOPS/W的計算能效。與國際現有最好水平相比，信號捕獲電路的能效提升了8.2倍，吞吐率提升了5.2倍。該研究成果可顯著提升智能手環、運動手表等穿戴設備的續航工作時間，對功耗受限的便攜式計算設備在復雜應用場景下的快速GPS響應有著重要意義。

近年來，上海交大電院微納電子學系立足國家戰略需求，以尖端芯片設計技術探索為己任，在低功耗數模接口電路、高可靠片上網絡芯片和高能效處理電路等方面分別取得突破，成果陸續發表在ISSCC上。

高能效GSP信號捕獲芯片的技術研究得到了國家自然科學基金、科技部重點研發計劃等項目資助。同時，歸芯科技的李宜和冒小建博士也在芯片設計過程中給予了重要幫助。

查詢進一步信息，請訪問官方網站http://news.sjtu.edu.cn/jdzh/20230307/179634.html。（張嘉汐，產通發布）    （完）