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智能物聯網的存儲器設計與實現

為了解決mcu半導體的問題，作者[美]貝蒂•普林斯 這樣論述：

本書涵蓋了一系列先進的物聯網嵌入式記憶體實現，闡述了用於物聯網設備的超低功耗記憶體，講述了用於醫療電子等特殊應用的塑膠電路和聚合物電路；探討了具有嵌入式記憶體的微控制器，用於多種互聯網設備的智慧控制；詳述了用鐵電RAM（FeRAM）、電阻式RAM（RRAM）和磁阻式RAM（MRAM）技術製作神經形態記憶體，用於收集、處理和表示物聯網硬體生成的大量資料。   本書還特別介紹了與互補金屬氧化物半導體（CMOS）相容的記憶體技術，包括嵌入式浮柵和電荷捕獲EEPROM/快閃記憶體以及FeRAM、FeFET、MRAM和RRAM。 貝蒂·普林斯（Betty Prince），博士，在半導體

行業有超過30年的經驗，曾與德州儀器、飛利浦、摩托羅拉、R.C.A和Fairchild公司合作。她目前是美國德克薩斯州萊安德的國際記憶體戰略公司的的首席執行官。她擁有記憶體、處理器和介面設計方面的專利。 大衛·普林斯（David Prince），在過去18年一直致力於為美國德克薩斯州萊安德的國際記憶體戰略公司編寫記憶體報告。他擁有德克薩斯大學的電腦科學、物理和天文學學位。 譯者序 前言 第1章　智慧城市—智慧物聯網的原型 1 1.1　概述 1 1.2　智慧城市 1 1.3　智慧商務—智慧城市的要素 2 1.3.1　智慧庫存控制 2 1.3.2　智能配送 3 1.3.3

　利用人工智慧進行智慧行銷 3 1.4　智能住宅 3 1.5　人—智慧互聯家居的中心 4 1.5.1　可穿戴電子產品 4 1.5.2　控制電子設備 5 1.6　智慧個人交通 5 1.6.1　智能汽車概述 5 1.6.2　駕駛輔助系統 5 1.6.3　發動機處理器 6 1.6.4　車身處理器 7 1.6.5　資訊娛樂處理器 7 1.6.6　自動駕駛汽車 7 1.7　智能交通網絡 7 1.7.1　智慧公共運輸網路 7 1.7.2　個人汽車交通管理 8 1.7.3　智慧高速公路 8 1.8　智慧能源網路 9 1.8.1　智慧電錶 9 1.8.2　智能電網 9 1.9　智能互聯樓宇 10 1.9.1　

智能辦公樓 10 1.9.2　智慧工廠 11 1.9.3　智能醫院 11 1.9.4　智能公共建築 12 1.10　想法 1 參考文獻 12 第2章　智慧物聯網存儲器應用 14 2.1　簡介 14 2.2　各種非易失性嵌入式存儲器特性的比較 15 2.2.1　嵌入式EEPROM、快閃存儲器和熔絲器件 15 2.2.2　嵌入式新興存儲器在MCU中的應用 16 2.2.3　嵌入式非易失性存儲器在各種應用中的必要屬性 17 2.3　支援能量採集、具有嵌入式存儲器的超低功耗MCU電路 19 2.3.1　採用能量採集的超低功耗MCU簡介 19 2.3.2　支援能量採集、具有嵌入式快閃存儲器的超低功耗M

CU 20 2.3.3　支援能量採集、具有嵌入式FeRAM存儲器的超低功耗MCU 20 2.3.4　支援能量採集、具有嵌入式RRAM存儲器的超低功耗MCU 21 2.3.5　支援能量採集電源管理的超低功耗MCU 22 2.4　超低功耗電池供電的快閃存儲器MCU 22 2.4.1　超低功耗電池供電的快閃存儲器MCU簡介 22 2.4.2　具有嵌入式快閃存儲器的超低功耗電池供電的快閃存儲器MCU 23 2.4.3　具有嵌入式RRAM的超低功耗電池供電MCU 23 2.4.4　具有嵌入式FeRAM的超低功耗電池供電MCU 24 2.5　使用新興存儲器實現非易失性邏輯的非易失性MCU 26 2.5.1

　使用FeRAM的非易失性邏輯陣列 26 2.5.2　使用MTJ MRAM的非易失性邏輯陣列 28 2.5.3　用於非易失性邏輯陣列的RRAM處理器 30 2.6　存儲器感測器標籤的通信協議 34 2.6.1　射頻識別標籤 34 2.6.2　近場通信 34 2.6.3　基於藍牙的信標和感測器節點 36 2.6.4　具有Wi-Fi的物聯網設備 38 2.6.5　具有USB連接功能的物聯網設備 39 2.6.6　單線連接 40 2.6.7　ZigBee介面 40 2.6.8　ANT介面 40 2.7　可穿戴醫療設備 40 2.7.1　可穿戴醫療設備概述 40 2.7.2　使用FeRAM存儲器的微型

助聽器 41 2.7.3　使用CB-RAM存儲器的人體感測器節點平臺 41 2.7.4　以存儲為主使用MRAM的醫療保健系統 42 2.7.5　具有NFC和嵌入式eFeRAM存儲器的可穿戴生物監測 42 2.7.6　使用FeRAM並配備ECG處理器的可穿戴醫療保健系統 43 2.8　低功耗電池供電的醫療設備和系統 45 2.8.1　低功耗電池供電醫療設備概述 45 2.8.2　使用eFlash的低功耗電池供電醫療設備 45 2.8.3　使用嵌入式新興存儲器的低功耗電池供電醫療設備 48 2.8.4　醫療系統的安全性 49 2.9　汽車網路應用 50 2.9.1　汽車應用概述 50 2.9.2　

早期的高級汽車駕駛員輔助系統 52 2.9.3　最近的高級駕駛員輔助系統 54 2.9.4　汽車導航和定位 54 2.9.5　發動機蓋下的應用 55 2.9.6　用於發動機蓋下應用的MONOS存儲器 56 2.9.7　汽車資訊娛樂系統 57 2.9.8　安全汽車 57 2.9.9　汽車車身處理器 58 2.10　智慧電網和數碼智慧電錶 58 2.10.1　智慧電錶市場概述 58 2.10.2　具有嵌入式快閃存儲器的智慧電錶晶片 58 2.10.3　具有大容量嵌入式快閃存儲器的智慧電錶晶片 58 2.11　消費者家庭系統和網路 61 2.11.1　遠程控制 61 2.11.2　環境感測器 62

2.11.3　家用網路系統 62 2.12　具有嵌入式存儲器的電機控制晶片 6 2.12.1　使用嵌入式存儲器的小型系統電機控制 62 2.12.2　使用嵌入式MONOS存儲器的多電機控制 63 2.12.3　使用嵌入式NV FeRAM的電機控制 63 2.13　高級應用中的智慧晶片卡 63 2.14　用於物聯網的大資料伺服器中 存儲器的層次結構分析 64 參考文獻 66 第3章　用於智能物聯網的嵌入式快閃存儲器和EEPROM 73 3.1　智能物聯網eFlash和eEEPROM簡介 73 3.1.1　智能物聯網eFlash和eEEPROM 73 3.1.2　物聯網中嵌入式快閃存儲器的應用需

求 74 3.2　用於物聯網的單層多晶矽浮柵eFlash/EEPROM單元 75 3.2.1　物聯網應用中的單層多晶矽浮柵eFlash/EEPROM概述 75 3.2.2　早期的單層多晶矽浮柵EEPROM 75 3.2.3　用於特殊應用的單層多晶矽EEPROM單元 79 3.2.4　多次可程式設計單層多晶矽嵌入式非易失性存儲器 81 3.2.5　最近的單層多晶矽全CMOS嵌入式EEPROM器件 85 3.2.6　高壓CMOS中的單層多晶矽eNVM 8 3.3　使用多個單層多晶矽CMOS邏輯電晶體的嵌入式快閃存儲器單元 88 3.4　浮柵嵌入式快閃存儲器的分柵技術 92 3.4.1　早期的分柵嵌

入式快閃存儲器浮柵技術 92 3.4.2　分柵存儲器的發佈、外設和特定應用的浮柵分柵存儲器 96 3.4.3　小於50nm的先進分柵浮柵技術 102 3.5　堆疊快閃存儲器和處理器TSV集成 104 3.6　OTP/MTP嵌入式Flash單元和熔絲 104 3.7　具有堆疊柵極結構的雙層多晶矽快閃存儲器 106 3.8　電荷捕獲嵌入式快閃存儲器 109 3.8.1　早期的嵌入式電荷捕獲存儲器概述 109 3.8.2　嵌入式40nm電荷捕獲（MONOS）快閃存儲器MCU 111 3.8.3　嵌入式28nm電荷捕獲（MONOS）快閃存儲器MCU 113 3.8.4　嵌入式應用的專用1T-MONOS

快閃存儲器宏 115 3.8.5　FinFET SG-MONOS 116 3.8.6　嵌入式電荷捕獲（SONOS）NOR快閃存儲器 117 3.8.7　高壓CMOS中的嵌入式2TSONOS NVM 119 3.8.8　自對準氮化邏輯NVM 120 3.8.9　p溝道SONOS嵌入式快閃存儲器 121 3.8.10　低能耗應用中的電荷捕獲嵌入式快閃存儲器 122 3.8.11　DT BE-SONOS性能的阻擋氧化物和隧道氧化物 122 3.8.12　新型嵌入式電荷捕獲存儲器 123 3.9　分柵CT eFlash納米晶體存儲 127 3.10　新型嵌入式快閃存儲器 129 參考文獻 130

第4章　薄膜聚合物和柔性存儲器 136 4.1　概述 136 4.2　有機鐵電存儲器 136 4.2.1　有機鐵電存儲器的特性和特點 136 4.2.2　可印刷鐵電嵌入式存儲器 140 4.2.3　薄膜鐵電存儲器的物聯網應用 144 4.3　聚合物鐵電隧道結 145 4.4　具有柔性基板的聚合物電阻式RAM的類型和特性 146 4.4.1　具有柔性基板的聚合物電阻式RAM概述 146 4.4.2　基於聚對二甲苯-C的電阻式RAM 146 4.4.3　Cu原子開關 147 4.4.4　柔性基板上的無機薄膜電阻式RAM 150 4.4.5　IZO和IGZO電阻式RAM存儲器 152 4.4.6　具

有柔性基板的其他聚合物電阻式RAM 153 4.5　柔性基片上的電荷捕獲納米粒子（NP）存儲器 159 4.5.1　柔性基片上的電荷捕獲NP存儲器概述 159 4.5.2　具有柔性襯底的碳納米管電荷捕獲存儲器 159 4.5.3　噴墨印刷納米粒子存儲器 160 4.5.4　柔性基板上的其他納米粒子電荷捕獲存儲器 161 4.6　將常規存儲器晶片轉移到柔性基板上 163 4.6.1　使用SOI基片轉移矽片 164 4.6.2　使用底層空腔創建薄晶片 165 4.6.3　用於在柔性基板上組裝矽晶片的扇出型晶圓級封裝 166 參考文獻 170 第5章　使用新興NV存儲器件的神經形態計算 175 5

.1　神經形態系統中電阻式RAM和鐵電RAM的概述 175 5.2　各種電阻式RAM用作神經形態系統中的突觸 175 5.2.1　金屬氧化物電阻式RAM作為突觸 175 5.2.2　導電橋RRAM作為突觸 178 5.2.3　相變存儲器作為突觸 179 5.2.4　PCMO RRAM作為突觸 179 5.2.5　可同時增強和抑制的RRAM 180 5.2.6　其他具有模擬特性的非易失性存儲器 181 5.3　3D神經形態存儲器 182 5.3.1　作為密集TSV 3D結構的神經形態架構 182 5.3.2　3D垂直RRAM作為連接神經元的突觸 182 5.4　RRAM作為突觸器件的建模和表徵

186 5.5　脈衝神經網路、STDP、增強和抑制 187 5.5.1　脈衝神經網路簡介 187 5.5.2　混合RRAM/CMOS STDP神經形態系統 187 5.5.3　記憶突觸和神經元系統 191 5.5.4　新型RRAM突觸的應用 193 5.6　使用鐵電RAM技術的神經網路系統 195 5.6.1　使用鐵電存儲器突觸的神經網路電路 195 5.6.2　在神經網路電路中使用FeMEM 196 5.6.3　神經形態電路中的鐵電隧道結 197 5.7　使用相變存儲器的早期神經形態電腦 198 5.8　神經形態系統設計和應用中的電阻式RAM 201 5.8.1　用於神經形態計算的突觸器件的

設計 201 5.8.2　在各種神經形態計算應用中使用RRAM 202 5.8.3　用於神經形態計算的大型RRAM陣列設計 202 5.8.4　RRAM相對於SRAM交叉陣列在矩陣乘法中的優勢 204 5.9　使用聚合物和柔性存儲器的神經形態存儲器 204 參考文獻 207 第6章　大資料搜尋引擎和深度電腦 210 6.1　大資料搜尋引擎和深度電腦概述 210 6.2　使用各種新興非易失性存儲器製作的內容可定址存儲器 210 6.2.1　使用電阻式RAM的三元CAM 211 6.2.2　使用磁存儲器製作的CAM 212 6.2.3　使用其他新興存儲器的CAM 214 6.3　大型搜尋引擎和人

工神經網路的構成 214 6.3.1　使用RRAM的大型搜尋引擎的查閱資料表 214 6.3.2　使用STT MRAM的大型人工神經網路 216 6.4　深度學習系統中的存儲器問題 218 6.4.1　SRAM和RRAM突觸陣列的分區問題 218 6.4.2　極限學習機架構的RRAM可變性問題 220 6.4.3　受限玻耳茲曼機中RRAM存儲器的問題 220 6.4.4　使用存儲器突觸的大型神經網路 222 6.5　物聯網的深度神經網路 225 6.5.1　物聯網深層神經網路的類型 225 6.5.2　含雜訊資料的深度神經網路 226 6.5.3　用於語音和視覺識別的深度神經網路 227 6.

5.4　其他應用的深度神經網路 231 參考文獻 232 第7章　物聯網安全問題中的存儲器 234 7.1　物聯網安全問題中的存儲器簡介 234 7.2　用作物理不可克隆功能的存儲器 234 7.2.1　RRAM用於物理不可克隆功能 235 7.2.2　用作物理不可克隆功能的MRAM 241 7.2.3　用作物理不可克隆功能的快閃存儲器 244 7.2.4　用作物理不可克隆功能的其他存儲器 244 7.3　基於片上存儲器的安全系統 245 7.3.1　片上安全系統簡介 245 7.3.2　物理安全金鑰和TAG的存儲 245 7.3.3　安全系統中的人臉和特徵檢測 247 7.3.4　嵌入式系

統的安全性 248 參考文獻 248  

mcu半導體進入發燒排行的影片

自適應複合式感測調光器模組之應用研究

為了解決mcu半導體的問題，作者莊宏寬 這樣論述：

本論文針對調光器的多方應用，使用微控制器(microcontroller , MCU)整合環境光感測器(ambient light sensor)及雷射飛時測距技術(laser time-of-flight , LTF)，設計出自適應複合式感測調光器模組，利用環境光感測器偵測目前的環境光照度，並即時回授給控制單元，由控制單元對燈光進行控制。另外也為因應各個使用者的亮度適應問題，系統能夠對現有輸出的亮度進行多段微調，使其達到最適合使用者的亮度。雷射飛時測距使用在對於使用者的偵測，藉由飛時測距技術判斷使用者位置與模組的距離，並回授給主控制單元進行判別並執行相關動作。總結，調光方式選擇以最適合控制

的脈波寬度調變(pulse-width modulation , PWM)進行調光，並整合以上主要技術來達到對使用者視力的保護及電力耗損的控制。本論文對自適應感測調光模組的應用做出動作原理的分析以及設計考量，並實現電路驗證，最後分別對數位望遠鏡顯示調光以及護眼檯燈的應用進行實驗與討論。

Cypress WICED物聯網開髮指南：從感測器、無線接入到雲端的設計與實現

為了解決mcu半導體的問題，作者何賓 這樣論述：

本書以Cypress公司的WICED Studio軟體集成開發工具、Wi-Fi和藍牙單晶元，以及PSoC6 MCU為基礎，詳細介紹了物聯網中實現基於Wi-Fi和藍牙技術的無線接入與應用方法。本書分為3篇，共12章，主要內容包括物聯網基礎、WICED Studio集成開發環境、驅動和控制外設的設計與實現、實時操作系統原理及應用、使用WICED-SDK庫文件、Wi-Fi接入原理及實現、TCP/IP套接字原理及實現方法、HTTP1.1協議的分析及應用、亞馬遜雲端連接和應用實現、藍牙接入技術原理、藍牙連接的實現和基本應用，以及藍牙連接的實現和高級應用。本書反映了基於Cypress公司軟體和硬體產品開發

物聯網應用的新成果，系統化、模塊化地介紹了在WICED Studio集成開發環境下將設備通過Wi-Fi和藍牙技術接入物聯網的實現方法。本書在介紹這些內容時，注意理論和實踐相結合，同時給出了大量的設計實例，使讀者能夠掌握這一新的設計技術，以便推動新物聯網開發技術在國內的普及與推廣。 何賓，著名的嵌入式技術和EDA技術專家，長期從事電子信息技術方面的教學和科研工作，與全球多家知名的半導體廠商和EDA工具廠商大學計劃保持緊密合作。目前已經出版電子信息技術方面的著作40余部，內容涵蓋電路模擬、電路設計、可編程邏輯器件、數字信號處理、單片機、嵌入式系統、片上可編程系統等。典型的代表作有《模擬電子系

統設計指南（基礎篇）：從半導體、分立元件到TI集成電路的分析與實現》、《模擬電子系統設計指南（實踐篇）：從半導體、分立元件到TI集成電路的分析與實現》、《Xilinx Zynq-7000嵌入式系統設計與實現-基於ARM Cortex-A9雙核處理器和Vivado的設計方法》、《Altium Designer17一體化設計標準教程-從模擬原理和PCB設計到單片機系統》、《STC8系列單片機開髮指南：面向處理器、程序設計和操作系統的分析與應用》、《Xilinx FPGA數字信號處理系統設計指南-基於HDL、Simulink和HLS的實現》等。

半導體材料供應商設立台灣分廠關鍵因素之探討

為了解決mcu半導體的問題，作者邱銘雄 這樣論述：

本研究旨在探討半導體晶圓代工廠在研發設計製作產品的過程中所遇到的製程技術問題及其材料供應商如何配合半導體晶圓代工廠，進而探索是否跟隨半導體廠設立國外分廠。分析跟隨半導體晶圓代工廠設立國外分廠背後的考量及未來的要求與期望，再進一步探索半導體晶圓代工廠未來的發展方向與趨勢。此研究結果顯示跟隨半導體晶圓代工廠設立國外分廠能更有效的掌握晶圓代工廠的規格需求、提高因距離的溝通效率、大幅縮短樣品寄送時間及成本、降低成品海外運送成本及運輸風險並降低潛在競爭者進入產業的威脅。另外，這些高科技產品環環相扣，伴隨著時代走進尖端越高科技越需要我們材料供應商一起加快速度提升規格品質的需求。