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基于纳米孔的DNA测序电流模式生物传感前端集成电路的综述与分析

刘旭 — 2022 - 11 - 29 - t00:00:00z

生物传感器将生物世界与电子设备连接起来，广泛用于生物医学应用。微电子技术与医学技术的结合使生物医学诊断更加快速、准确、高效。本文对基于纳米孔的DNA测序电流型生物传感前端集成电路(ic)的工作原理、优点、局限性以及增益、带宽、噪声和功耗等性能进行了综述和分析。由于生物信息和外部干扰包含在极弱的传感电流中，通常在pA或nA水平，因此准确检测和恢复所需的信号具有挑战性。基于DNA测序的要求，本文给出了生物传感前端的三种电路拓扑结构，分别是离散型、连续型和电流-频率转换型。本文还介绍了用于DNA测序的电流型传感器阵列。为了更好地回顾和评估最新的研究成果，对最相关的发表作品进行了总结和比较。该综述和分析将帮助研究人员熟悉基于纳米孔的DNA测序的电流模式生物传感前端IC设计的要求、限制和方法

基于传感和物联网系统的动能收集综述

Zijie陈 — 2022 - 10 - 06 - t00:00:00z

物联网(IoT)的快速发展吸引了学术界和工业界对无处不在的传感和永恒的物联网越来越多的兴趣。随着物联网节点呈指数级增长，更换和充电电池被证明是一种难以置信的劳动力和资源浪费。动能收集(KEH)是一个新兴的研究领域，将环境中浪费的动能转化为可用的电能，各种工作机制和设计已经被开发出来以提高性能。利用KEH技术，开发了许多运动动力传感器，其中外部环境的变化直接转换为相应的自我产生的电信号，并被证明具有多种自传感应用的前景。此外，最近的一些研究集中在利用产生的能量为整个物联网传感系统供电。这些系统综合考虑了机械、电气和网络部分，从而进一步实现了真正的自我维持和免维护的物联网系统。在此，本文首先从环境环境和人体运动两个方面对KEH进行了简要介绍。此外，详细介绍了目前最先进的基于keh的传感器。随后，分两个方面重点介绍了基于keh的面向物联网的无电池传感系统。此外，每一章都有备注，便于总结。 The concept of self-powered sensing is clarified, and advanced studies of KEH-based sensing in different fields are introduced. It is expected that this review can provide valuable references for future pervasive sensing and ubiquitous IoT.

金属异物对无线电力传输系统的影响分析

李嘉成 — 2022 - 10 - 03 - t00:00:00z

通过磁场耦合进行能量传输的无线功率传输(WPT)系统在实际应用过程中，传输通道中可能存在异物，这给WPT系统带来了隐患。在本文中，构造了一个无异物和有异物的WPT系统。从异物高度、半径、传输距离、线圈匝数等方面研究了异物对耦合线圈自感和互感的影响。然后，通过构建串联结构的电路拓扑结构，研究了异物对系统传输效率和电压电流相位差的影响，最后总结出金属异物对WPT系统性能的影响规律

脉冲光电体积描记传感器的可靠性:使用不同装置和身体位置的覆盖范围

巴勃罗Armanac-Julian — 2022 - 09 - 29 - t00:00:00z

脉冲容积描记术(PPG)是一种简单经济的获取心血管信息的技术。事实上，PPG已经成为可穿戴设备中非常流行的技术。然而，众所周知，PPG信号很容易受到伪影的影响，在日常生活中，大多数时候都不能期望得到高质量的信号。可以估计给定测量的时间百分比(例如，脉搏率)表示为覆盖率(C)，它高度依赖于受试者活动和传感器的配置、位置和接触的稳定性。这项工作旨在量化PPG传感器的覆盖范围，以同时记录的心电图为参考，记录身体不同部位和不同应激条件下的PPG。虽然以前的许多工作分析了PPG作为心率变异性分析替代品的可行性，但没有以前的工作研究覆盖率来推导其他心血管指标。我们报告的覆盖范围不仅估计脉冲率(PR)，而且估计脉冲到达时间(PAT)和脉冲振幅变异性(PAV)。为此目的分析了三个不同的数据集，包括倾斜表测试、急性情绪压力测试和热压力测试。数据集分别包括19、120和51名受试者，前两个数据集的PPG位于手指和前额，此外，后者位于耳垂。估算PR时，C的取值范围为70% ~ 90%。估算PAT时，C的取值范围为50% ~ 90%，这与PPG传感器位置、PPG质量以及PPG描述时选择的基准点(FP)有很大关系。 In fact, the delineation of the FP is critical in time for estimating derived series such as PAT due to the small dynamic range of these series. For the estimation of PAV, the C rates are between 70% and 90%. In general, lower C rates have been obtained for the PPG at the forehead. No difference in C has been observed between using PPG at the finger or at the earlobe. Then, the benefits of using either will depend on the application. However, different C rates are obtained using the same PPG signal, depending on the FP chosen for delineation. Lower C is reported when using the apex point of the PPG instead of the maximum flow velocity or the basal point, with a difference from 1% to even 10%. For further studies, each setup should first be analyzed and validated, taking the results and guidelines presented in this work into account, to study the feasibility of its recording devices with respect to each specific application.

基于记忆MAC单元的节能神经网络设计

盛奇余 — 2022 - 09 - 26 - t00:00:00z

用神经网络实现的人工智能应用需要通过乘法累加(MAC)单元实现广泛的算术能力。基于电压模式电路的传统设计具有复杂的逻辑链，用于诸如进位处理等目的。此外，由于使用了单独的内存块(例如，在冯·诺依曼架构中)，数据移动会导致芯片上的通信瓶颈。此外，传统的乘法器将两个操作数编码为相同的物理量，这要么更新成本低，要么保存成本低，但不是两者都有。这对于低能量边缘操作可能很重要。在本文中，我们提出并提出了一种具有内存计算的混合信号乘积单元设计，以提高延迟和能量。该设计基于由多个忆阻器和单个晶体管开关(1TxM)组成的单比特乘法单元，排列在交叉结构中实现长乘法算法。关键的创新是其中一个操作数以易于更新的电压编码，另一个则以非易失性忆阻电导编码。这针对的是像机器学习这样的操作，它们对操作数更新有不对称的要求。欧姆定律和KCL在模拟中负责乘法运算。 When implemented as part of a NN, the MAC unit incorporates a current to digital stage to produce multi-bit voltage-mode output, in the same format as the input. The computation latency consists of memory writing and result encoding operations, with the Ohm’s Law and KCL operations contributing negligible delay. When compared with other memristor-based multipliers, the proposed work shows an order of magnitude of latency improvement in 4-bit implementations partly because of the Ohm’s Law and KCL time savings and partly because of the short writing operations for the frequently updated operand represented by voltages. In addition, the energy consumption per multiplication cycle of the proposed work is shown to improve by 74%–99% in corner cases. To investigate the usefulness of this MAC design in machine learning applications, its input/output relationships is characterized using multi-layer perceptrons to classify the well-known hand-writing digit dataset MNIST. This case study implements a quantization-aware training and includes the non-ideal effect of our MAC unit to allow the NN to learn and preserve its high accuracy. The simulation results show the NN using the proposed MAC unit yields an accuracy of 93%, which is only 1% lower than its baseline.

用于柔性和可降解电子产品的可生物降解高分子材料

志强翟 — 2022 - 09 - 06 - t00:00:00z

生物可降解电子产品在减少电子设备的环境足迹和避免植入式健康监测器和治疗电子产品的二次移除方面具有巨大潜力。得益于生物降解纳米材料的不断创新，目前的瞬态电子器件可以实现全元件的可降解性。然而，设计具有与组织相当的柔韧性、理想的介电性能、合适的生物相容性和可编程生物降解性的材料始终是探索这些参数之间微妙权衡的挑战。在本文中，我们首先讨论了广泛研究的高分子生物降解材料的一般化学结构和降解行为。然后，比较和评估了不同可降解聚合物材料的具体性能，如生物相容性、生物降解性和柔韧性，以用于实际应用。进一步研究和讨论了复杂生物可降解电子产品以及针对复杂生物可降解电子产品中的基片、绝缘体、导体和半导体等不同组件增强功能的相关策略。最后，重点介绍了生物可降解电子器件在传感、治疗药物输送、能量存储和集成电子系统等方面的典型应用。本文批判性地回顾了该领域取得的重大进展，并强调了未来的前景

内装永磁同步电机驱动系统的最高效率控制和速度预测控制器设计

Tian-Hua刘 — 2022 - 09 - 01 - t00:00:00z

提高家用电器的效率是当今研究的一个重要领域，特别是在全球变暖和气候变化方面。为了实现这一目标，本文研究了一种提高内置永磁同步电机(IPMSM)驱动系统最大效率控制的新方法，该系统包括一个永磁同步电机和一个逆变器。通过适当控制d轴电流，IPMSM驱动系统可以迅速达到最大效率。采用最陡上升法，可以明显减少最大效率跟踪控制的搜索步长。实验结果表明，采用传统的固定步长法，需要14步才能达到最大效率工作点。然而，使用所提出的最陡上升方法，只需4个步骤就可以达到最大效率工作点。此外，实验结果表明，在瞬态动态过程中，预测控制器的响应速度比PI控制器快，超调量降低2%。此外，在增加外部负载时，预测控制器只有10 r/min的速度下降和0.1 s的恢复时间;然而，PI控制器有40 r/min的速度下降和0.3 s的恢复时间。实验结果验证了理论分析的正确性。 Several measured results show when compared to the fix-step searching method with a PI controller, the proposed methods provide quicker searching maximum efficiency ability, quicker and better dynamic transient responses, and lower speed drop when an external load is added.

节能的基于nvm的卷积神经网络的量化和稀疏感知处理

汉包 — 2022 - 08 - 12 - t00:00:00z

基于非易失性内存(NVM)的卷积神经网络(nvcnn)作为一种有前途的硬件边缘智能解决方案受到了广泛关注。然而，在资源有限的条件下，仍然存在许多挑战，如硬件精度和成本的限制，特别是模数转换器(adc)的巨大开销。在本研究中，我们系统地分析了nvcnn的性能以及在权值和激活方面量化的硬件限制，并提出了相应的NVM设备和外围电路对乘累加(MAC)单元的要求。此外，我们提出了一种<斜体> In situ稀疏感知处理方法，利用网络的稀疏性和器件阵列特性进一步提高量化nvcnn的能量效率。我们的研究结果表明，4位权重和3位激活(W4A3)设计展示了网络性能和硬件开销之间的最佳妥协，对改进的国家标准与技术研究所数据库(MNIST)分类任务实现了98.82%的准确率。此外，更高精度的设计将要求对硬件非理想性有更多的限制要求，包括NVM设备的变化和转换器的非线性。此外，基于阵列尺寸为128 × 128的W8A8/W4A3量化设计，稀疏感知处理方法可获得79%/53%的ADC能量降低和2.98×/1.15×的能效提高

AI- pim -将RISC-V处理器扩展为内存处理功能单元，用于物联网边缘的AI推理

Verma Vaibhav — 2022 - 08 - 11 - t00:00:00z

最近，人工智能(AI)在图像分类和围棋游戏等各种任务中实现了“优于人类”的准确性，但这是以人工神经网络的规模呈指数级增长为代价的。这导致人工智能硬件解决方案受到严重的内存限制，并争相跟上不断增加的“冯·诺依曼瓶颈”。内存中处理(PiM)体系结构通过在内存中嵌入计算能力并减少内存和处理器之间的数据流量，提供了一个很好的解决方案来缓解冯·诺伊曼瓶颈。但是PiM加速器通过将内存和计算操作融合在一起而打破了标准的冯·诺依曼编程模型，这阻碍了它们在标准计算堆栈中的集成。系统级解决方案迫切需要充分利用PiM加速器来实现AI应用的端到端加速。本文提出了AI-PiM作为弥合这一研究差距的解决方案。AI-PiM提出了一种硬件、ISA和软件协同设计方法，允许在RISC-V处理器管道中集成PiM加速器作为功能执行单元。AI-PiM还通过定制指令扩展了RISC-V ISA，这些指令直接针对PiM功能单元，从而使它们与处理器紧密集成。这种紧密的集成对于边缘AI设备尤其重要，因为由于面积、功率、尺寸和成本的限制，这些设备需要在相同的硬件上处理AI和非AI任务。AI-PiM ISA扩展将PiM硬件功能公开给软件程序员，允许将应用程序有效地映射到PiM硬件。 AI-PiM adds support for custom ISA extensions to the complete software stack including compiler, assembler, linker, simulator and profiler to ensure programmability and evaluation with popular AI domain-specific languages and frameworks like TensorFlow, PyTorch, MXNet, Keras etc. AI-PiM improves the performance for vector-matrix multiplication (VMM) kernel by 17.63x and provides a mean speed-up of 2.74x for MLPerf Tiny benchmark compared to RV64IMC RISC-V baseline. AI-PiM also speeds-up MLPerf Tiny benchmark inference cycles by 2.45x (average) compared to state-of-the-art Arm Cortex-A72 processor.

基于振荡光谱的细胞培养监测

Pablo Perez — 2022 - 07 - 22 - t00:00:00z

生物阻抗是一种与生物样品的状态和内在进化有关的物理性质。在现有的阻抗测量方法中，基于振荡(OB)的测试是一种简单而智能的方法，可以间接测量与所产生振荡的幅值和频率相关的阻抗，这些振幅和频率与被测样品成正比。OB测试需要根据每个测量问题的规格对系统块进行调整。必须进行OB设置，以获得由被测系统、电子接口和用于测试的电极施加的特定约束的最佳测量灵敏度。这项工作提出了将OB测量系统扩展到光谱测试，使该技术具有全新的应用范围，而不受电子振荡器设置固定频率的限制。考虑到相应的电路接口和电极-细胞系统的电模型，将给出一些测量细胞培养样品的例子。当对OB系统监测特定细胞培养物时，所提出的分析方法允许为振幅和频率振荡值的最佳灵敏度范围选择最佳振荡器元件

基于双上升算法的交流微电网有效运行的改进下垂控制

原来江 — 2022 - 07 - 13 - t00:00:00z

本文将岛式三相交流微电网的损耗(包括导线损耗和变换器损耗)建模为电流分布系数的二次函数，即具有相等和不等式约束的凹函数。基于凹形优化原理，采用双上升优化法在线计算分布式能量单元(DEU)的最优电流分配系数，使分配损失最小。证明了该方法可以对多变量凹函数进行优化。采用平均无功功率分配方案，可实时获得交流微电网分配损耗最小的最优有功功率分配系数。此外，由于短距离交流微电网R/X比较高，有功功率频率(<斜体>P-ω)下垂控制和无功功率电压幅值(<斜体>Q-E)下垂控制不适合deu之间的功率分配。为此，提出了一种由有功功率电压幅值(<斜体>P-E)下垂控制和无功功率频率(<斜体>Q-ω)下垂控制组成的先进策略来分配deu的输出有功功率和无功功率。仿真实例验证了所提模型的凸性和控制策略的有效性

压感心电图中房颤的远程监测

穆罕默德Abdelazez — 2022 - 07 - 01 - t00:00:00z

本文的目的是开发一种优化的系统来检测压感心电图(ECG)中的心房颤动(AF)，用于长期远程监测患者。设计了一套三阶段的检测系统，分别对信号质量较差的ECG进行检测，对压缩感测ECG进行房颤检测，对选择性重建ECG进行房颤检测。长期AF数据库(LTAFDB)，使用12位ADC在128hz的范围内采样，范围为20mv，用于验证系统。LTAFDB有83315个正常心电段和82435个AF节律30s心电段。来自LTAFDB的清洁ECG被人为地用运动伪影污染，以3 dB的步骤实现−12到12 dB的信噪比(SNR)。以50%和75%压缩比(CR)对污染心电图进行压缩感知。使用平均精度(AP)、受试者操作者特征曲线的曲线下面积(AUC)和F1评分对系统进行评估。该系统被优化以最大化AP和最小化ECG排斥和重建比率。50% CR优化体系AP为0.72,AUC为0.63,F1评分为0.58，拒绝率为0.38，重建率为0.38。75% CR的优化体系AP为0.72,AUC为0.63,F1评分为0.59，拒绝率为0.40，重建率为0.35。 Challenges for long-term AF monitoring are the short battery life of monitors and the high false alarm rate due to artifacts. The proposed system improves the short battery life through compressive sensing while reducing false alarms (high AP) and ECG reconstruction (low reconstruction ratio).

物联网系统中电路级自适应电能质量权衡的预测性评估的程序性方法

哈罗·德·卢斯 — 2022 - 06 - 27 - t00:00:00z

物联网传感器节点的不断小型化要求电池尺寸不断减小，导致在低功耗运行方面的需求更加严格。在过去的几十年里，人们采用了各种各样的技术来降低电力消耗。许多都涉及到某种形式的离线可重构性(OfC)，即在部署之前配置节点的能力，或在线自适应(OnA)，即在运行时重新配置节点的能力。然而，固有的设计权衡通常会导致<斜体>ad hoc OnA和OfC，这阻止了在投资于特定节点上的实现之前评估每种方法所包含的不同收益和成本。为了解决这个问题，在这项工作中，我们提出了一种通用的预测评估方法，使我们能够在任何设计之前对OfC和OnA进行全面评估。实际上，该方法基于优化数学，可以快速有效地评估OnA相对于OfC的潜在收益和成本。因此，这种通用方法可以在实现之前，根据特定的应用程序场景确定哪种类型的解决方案将消耗最少的电力。我们将该方法应用于三个自适应物联网系统研究，以证明所引入的方法的能力，深入了解自适应机制，并快速优化OfC-OnA自适应，即使在有许多自适应变量的场景下

社论:下一代人机交互设备的可穿戴和可植入电子设备

于吴 — 2022 - 06 - 15 - t00:00:00z

单层柔性水性纺织锌离子电池的制备

盛勇 — 2022 - 06 - 06 - t00:00:00z

锌离子电池(ZIB)具有多种锰氧化物基阴极，为纺织基柔性储能器件提供了一种有前途的解决方案。本文首次在涤棉单机织织物中制备了含锰基阴极的柔性水性ZIB。该纺织品使用柔性聚合物膜层进行功能化，该膜层填补了纺织品纱线之间的间隙，能够精细控制喷涂沉积的锰氧化物阴极和锌阳极的渗透深度。这就在织物-聚合物网络中留下了一个未涂覆的区域，作为电池的隔膜。用该水性电解质对纺织电池芯进行真空浸渍，使电极与电解质具有良好的润湿性。此外，用市售锰(IV)氧化物和锰(II, III)氧化物研究了阴极材料的选择及其对锌离子电池电化学性能的影响。在1ma cm⁻² (0.3 A g⁻¹)时，氧化物锰(II, III)阴极(10.9 mAh g⁻¹或35.6µAh h.cm⁻²)的性能优于氧化物锰(IV)阴极(8.95 mAh g⁻¹或24.2µAh cm⁻²)的ZIB。这项工作提出了一种新型的全纺织电池结构，并展示了使用锰氧化物作为全纺织基柔性水性ZIB的阴极的能力

基于电子实现的混沌耦合范德波尔和阻尼杜芬振荡器的新型阻抗传感器

布鲁娜·加布里埃拉·佩德罗 — 2022 - 05 - 10 - t00:00:00z

系统的混沌行为取决于参数值，当系统表现出这样的混沌行为时，它对初始条件是敏感的。该特性可用于制造高灵敏度传感器。基于混沌电路的传感器已经被用于测量水的盐度、感应效应以及噪声和微弱信号。本文研究了一种基于范德波尔阻尼振荡器和杜芬阻尼振荡器的阻抗传感器。校准过程是一个关键点，因此信号周期的折叠行为也进行了探讨。灵敏度为0.15 kΩ/Period，估计范围为89.5 ~ 91.6 kΩ。这个范围可以根据应用调整，通过改变运算放大器的增益来实现。这类传感器的开发可用于医学和生物工程，例如皮肤阻抗测量。这种类型的混沌阻抗传感器具有传感小扰动的优点，然后快速检测生物材料内的小阻抗变化

面向下一代清洁工具:影响清洁机器人使用的因素和代理行为设计

Yuhao陈 — 2022 - 04 - 29 - t00:00:00z

在所有医疗保健部门和工作流程中，由于其劳动密集型性质和对卫生环境日益增长的需求，保洁部门是工伤的一个突出来源，因此需要特别注意预防战略。机器人技术的进步使得自动清洁机器人成为一个可行的解决方案，以减轻清洁工的负担。为了评估商业级清洁机器人的应用，开发了一个基于视频的调查并分发给参与者。117名参与者的实验结果表明:1)与清洁机器人相比，当个人空间被人类侵犯时，参与者的容忍度较低;2)在大流行期间，清洁机器人最好告知周围的人类已经消毒，以使他们感到安全和舒适;3)为了使互动更容易被社会接受，清洁机器人应该尊重人类的个人空间，特别是在有足够的活动空间时。本研究的结果为未来清洁机器人的使用和代理行为设计提供了深入的见解

热和电刺激对Ge2Te3基忆阻器器件影响的透射电镜研究

奥斯汀Shallcross在 — 2022 - 04 - 26 - t00:00:00z

在这项研究中，利用金属-绝缘体-金属结构中的硫族锗₂Te₃相变薄膜制备的忆阻器器件，使用热和电刺激进行了表征。一旦施加热和电刺激，就会进行截面透射电子显微镜(TEM)和x射线能量色散光谱(XEDS)分析，以确定器件的结构和成分变化。对这些器件的电气测量表明，需要增加周期之间的顺应电流，以启动从低电阻状态(LRS)到高电阻状态(HRS)的切换。在HRS中测量的电阻也随着顺应电流的增加而稳定下降。对HRS器件的高分辨率透射电镜研究表明，在顶电极/介电界面存在残余晶相，这可能解释了所观察到的对顺应电流的依赖。XEDS研究揭示了介电电极界面的扩散过程，Ge₂Te₃分离为Ge和Te富集的界面层。与此同时，这些区域的O水平也出现了峰值。此外，<斜体>原位对生长薄膜的加热实验揭示了Ti胶粘剂层的有害影响，其中Ti的扩散导致介电层的进一步降解。这项基于实验物理的研究表明，低于1 mA电流顺应极限的大HRS/LRS比以及通过改变顺应电流控制HRS和LRS的能力对于忆阻器和神经形态计算应用具有吸引力

基于时间的电阻-数字转换器具有相位噪声-能量分辨率可扩展性的电阻传感器接口的设计与分析

Dong-Hyun Seo — 2022 - 04 - 25 - t00:00:00z

本文介绍了电阻传感器接口的设计和分析，该接口具有基于时间的电阻到数字转换器(rdc)中相位噪声-能量-分辨率可扩展性的三种不同设计，包括测试芯片实现和测量，目标是最小化能量/转换步骤或最大化位分辨率。实现的rdc由一个三级差分环振荡器组成，该振荡器使用电阻式传感器进行电流饥渴，差分-单端放大器，数字模块和串行接口。第一个RDC设计(基线)包括基于时间的RDC的基本结构和有针对性的低能量/转换步骤。第二个RDC设计(目标:更高的分辨率)旨在通过加速锁存来改善振荡器的rms抖动/相位噪声，以实现与第一个RDC设计相比的高比特分辨率。第三种RDC设计(目标:进程可移植性)通过扩展技术和改进的相位噪声设计降低了功耗，实现了比第二种RDC设计高1位的分辨率。采用基于时间的实现，rdc具有能量分辨率的可扩展性，在设计1中采用TSMC 0.35 <斜体>μm技术(读取时间为10 ms，每秒读取一次)，消耗的测量功率为861 nW，分辨率为18位。设计2和3的测量结果显示，在20位分辨率下，使用TSMC 0.35<斜体>μm和使用TSMC 0.18<斜体>μm，功耗分别为19.2 <斜体>μW和17.6 <斜体>μW(读取时间均为10 ms，每秒重复一次)。在30 ms的读取时间下，设计3实现了21位分辨率，这是基于时间的ADC的最高分辨率。0.35-<斜体>μm基于时间的RDC是所报道的功率最低的基于时间的ADC，而0.18-<斜体>μm具有加速闩锁的基于时间的RDC提供了最高的分辨率。所有三种设计的有效芯片面积都小于1.1 mm².

基于特征选择的统计分析增强RF-PUF，在未修改的商品发射机上具有>99.8%的准确性，用于物联网物理安全

Faizul Bari博士 — 2022 - 04 - 25 - t00:00:00z

由于部署环境的多样性和移动性，智能商用设备很容易受到各种欺骗攻击，这些攻击可以允许流氓设备访问大型网络。传统的基于数字签名的认证系统的弱点在于只使用密钥/pin，而忽略了设备指纹。为了克服传统系统固有的弱点，文献中提出了各种基于物理签名的射频指纹识别方法，RF- puf是其中一个很有前途的选择。RF- puf利用传统射频通信系统固有的非理想性作为接收机的特征来唯一识别发射机。由于没有密钥要求，它对密钥黑客方法具有弹性，并且在发送端不需要任何额外的电路(没有额外的功率、面积和计算负担)。然而，RF-PUF的概念是使用matlab生成的数据提出的，这不能确保设备熵映射到系统级非理想性的存在。因此，使用商业设备进行实验验证是必要的，以证明其有效性。在这项工作中，我们第一次分析了RF-PUF在商品设备上的有效性，这些设备是现成购买的，没有任何修改。我们收集了30个用作发射机的Xbee S2C模块的数据，并作为公共数据集发布。通过主成分分析和统计特性分析，设计了一个新的特征。 With a new and robust feature set, it has been shown that 95% accuracy can be achieved using only ∼1.8 ms of test data fed into a neural network of 10 neurons in 1 layer, reaching >99.8% accuracy with a network of higher model capacity, for the first time in literature without any assisting digital preamble. The design space has been explored in detail and the effect of the wireless channel has been investigated. The performance of some popular machine learning algorithms has been tested and compared with the neural network approach. A thorough investigation of various PUF properties has been done. With extensive testing of 41238000 cases, the detection probability for RF-PUF for our data is found to be 0.9987, which, for the first time, experimentally establishes RF-PUF as a strong authentication method. Finally, the potential attack models and the robustness of RF-PUF against them have been discussed.