Foto del chip dell'unità microcontrollore fabbricato. Credito:IEEE
I ricercatori della Tohoku University hanno annunciato lo sviluppo di un'unità microcontrollore non volatile (MCU) che raggiunge sia alte prestazioni che bassissima potenza utilizzando la tecnologia di progettazione VLSI basata sulla spintronica.
La domanda di bassa potenza, le unità di microcontrollore (MCU) ad alte prestazioni sono aumentate per le applicazioni del nodo sensore Internet-of-Things (IoT) critiche per l'alimentazione. Nelle applicazioni del nodo sensore, una rete distribuita di sensori estrae e raccoglie informazioni, che viene elaborato da MCU e trasmesso a un data center basato su cloud. Sono stati attivamente ricercati e sviluppati vari MCU a bassa potenza per applicazioni di nodi di sensori, però, la velocità operativa richiesta e il throughput di elaborazione del segnale combinati con un basso consumo energetico non sono stati raggiunti fino ad ora.
Il gruppo di ricerca guidato dai professori Tetsuo Endoh, Takahiro Hanyu e il Professore Associato Masanori Natsui hanno sviluppato un MCU utilizzando la tecnologia VLSI basata sulla spintronica. Nel nuovo MCU basato sulla spintronica, tutti i moduli sono resi non volatili utilizzando dispositivi spintronici, e lo spreco di energia viene completamente eliminato controllando l'alimentazione per ogni modulo in modo indipendente.
Confronto delle prestazioni dell'MCU fabbricato e del lavoro riportato. Credito:Università di Tohoku
Inoltre, il collo di bottiglia del trasferimento dei dati della logica e della memoria è rilassato da un controller di memoria che può accelerare l'intero sistema e un modulo acceleratore riconfigurabile è incorporato per eseguire l'elaborazione del segnale specifico dell'applicazione. Queste modifiche consentono all'MCU di ottenere un consumo energetico estremamente basso di 47,14 μW a una frequenza operativa ad alta velocità di 200 MHz, che è stato confermato dai risultati della misurazione del chip fabbricato.
Questo chip MCU offre sia le prestazioni di elaborazione più elevate al mondo che l'efficienza energetica per nodi di sensori IoT altamente funzionali alimentati da energia raccolta, che deriva da fonti esterne come l'energia solare, energia termica.
Questo mostra le prestazioni a bassissimo consumo energetico dell'MCU non volatile basato sulla spintronica sviluppato. Credito:Università di Tohoku
I risultati saranno presentati alla conferenza internazionale sui circuiti a stato solido IEEE 2019 tenutasi a San Francisco, Stati Uniti dal 17 al 21 febbraio, 2019.
