根据联合国的数据，到2050年，世界上68%的人口预计将居住在城市地区。为应对这一增长，城市正致力于利用技术提高居民的公平性，促进更可持续的生活并鼓励更好的生活资源的使用。在本文中，ASIC设计师和供应商SwindonSiliconSystems的销售总监RichardMount讨论了支持智能城市的传感器驱动技术，以及支持这些技术的专用集成电路(ASIC)。ASIC（ApplicationSpecificIntegratedCircuit）是专用集成电路，是指针对特定的用户要求和特定电子系统的需要而设计和制造的集成电路。ASIC的特点是面向特定用户的需求。与通用集成电路相比，ASIC具有体积更小、功耗更低、可靠性更高、性能更高、保密性更强、量产时成本更低等优点。根据TomTomTrafficIndex报告，土耳其伊斯坦布尔被评为2021年世界上最拥堵的城市，该市的司机每年平均因交通拥堵损失142小时。随着人口的增长和空间的限制，像伊斯坦布尔这样的现代城市需要重新思考城市生活的许多方面是如何规划和管理的，以便为市民创造一个更精简、更愉快的环境。为了解决城市效率低下的问题，许多国家正在通过利用数据来管理资产、资源和服务，使城市变得“更智能”，最终旨在改善整体城市运营。最重要的是，通勤、工作、生活和社交的人们必须了解智慧城市。收集数据对于了解城市如何最好地满足市民的需求至关重要。世界正在转向物联网(IoT)技术来实现这些智能城市。城市实时分析传感器丰富的物联网设备收集的数据，并使用它来改善关键基础设施的许多方面。智慧城市技术提供智能增强服务，可以预测用户需求、减少公共支出并提高可持续性。智能传感器一般来说，智慧城市的技术架构可以分为四层。第一个是感知层，它使用传感器生成数据。然后是网络层，它由支持网络连接和通信的硬件和软件资源组成。数据层接收并存储大量数据，最后服务层以智能可用的方式解释这些信息。物联网的数字化和进步正在推动传感器技术在城市中的大规模采用。它允许城市从公民、建筑物和资产中收集数据，这些数据可以被处理以监控和管理从交通和运输系统到犯罪侦查的一切。人工智能和高速互联网等技术正在与传感器网络相结合，以进一步加强数据收集。智能公用事业必须使用各种各样的传感器来收集智能城市有效运行所需的所有信息。例如，智能电表可用于提高公用事业的效率并降低成本。测量电压、安培数和功率因数的仪表监测用电量，而体积传感器检测用水量。智能电表使消费者能够监控他们的使用情况并在个人层面进行更改以防止浪费并降低成本。公用事业还可以查看消费模式并实施计划以提高效率。例如，公用事业公司通常会提供激励措施来改变需求以匹配高峰发电。管道系统中的智能水表网络可用于获得准确的水平衡，帮助发现泄漏并管理供不应求的资源。减少拥堵展望未来，我们可以期待智慧城市采用更多传感器驱动的技术。开车时，人类往往会加快速度以迎合前方的车辆，从而导致出现幻觉般的交通拥堵。通过与其他汽车保持一致的速度和距离，自动驾驶汽车可以提供减少智能城市拥堵的机会。没有传感器就不可能有自动驾驶汽车。雷达传感器发出无线电波来检测物体并实时测量它们与邻近车辆的距离，而光检测和测距（激光雷达）传感器使用激光来创建检测到的物体的图像。3D图像并映射其周围环境。定制集成电路智能传感器产生的信号可以是数字的，但更多时候是电压或电流等模拟值。为了与网络层接口，便于数据分析，必须对这些模拟值进行调理和数字化处理。这可以使用大量现成的集成电路(IC)来实现。但是，如果原始设备制造商(OEM)希望在技术和商业上从竞争中脱颖而出，ASIC通常是更好的选择。ASIC是为客户应用设计的定制设备，其芯片旨在提供完全满足其特定要求的优化性能。智能城市在各种应用中使用传感器，混合信号ASIC设计允许投资对每个特定用途至关重要的性能。Swindon将能够优化整个信号路径，直至最精细的细节，同时剥离不必要的功能以降低成本。智能传感器必须结构紧凑、功耗尽可能低并且始终可靠。在设计ASIC时，开发人员将尽可能多的电路封装到一个封装中。这减少了组件数量，从而提高了可靠性、减少了PCB空间并降低了功耗。如果要在繁华的城市周围部署智能传感器，组装会变得更简单，电子产品也能更好地免受振动等环境因素的影响，这些都是必不可少的。在智慧城市中，智能传感器必须保持运行多年。它们可能是十年以上投资周期的一部分，因此制造商希望避免不断更新和更换电子产品。对于标准IC组件，过时将不可避免地成为一个问题。标准IC设备的制造商倾向于在产品的整个生命周期内对其产品进行升级，如果新部件不符合现有性能要求，这可能会导致系统性能问题。定制的硅解决方案可确保在传感器的整个生命周期内供应ASIC。ASIC的设计着眼于未来，ASIC供应商将与开发智慧城市技术的公司密切合作，以制定面向未来的计划。使用诸如在干燥氮气中储存晶圆长达30年之类的技术，可以消除昂贵的系统重新设计和重新鉴定的需要。世界各地的许多城市已经开始了成为智慧城市的旅程。随着城市人口的增长，我们可以期待看到越来越多的物联网技术被用来提高市民的生活质量。没有智能传感器技术，就不可能有智能城市。选择ASIC设计路线的原始设备制造商可以期待性能和可靠性的提高，以及尺寸和功耗的降低，从而帮助智慧城市尽可能高效地运行。
