Foto do chip da unidade do microcontrolador fabricado. Crédito:IEEE
Pesquisadores da Tohoku University anunciaram o desenvolvimento de uma unidade de microcontrolador não volátil (MCU) que atinge alto desempenho e potência ultrabaixa, utilizando a tecnologia de design VLSI baseada em spintrônica.
A demanda por baixo consumo de energia, unidades de microcontrolador de alto desempenho (MCUs) têm aumentado para aplicativos de nó de sensor de Internet das Coisas (IoT) de fonte de alimentação crítica. Em aplicativos de nó de sensor, uma rede distribuída de sensores extrai e coleta informações, que é processado por MCUs e transmitido para um data center baseado em nuvem. Vários MCUs de baixa potência para aplicações de nó de sensor foram ativamente pesquisados e desenvolvidos, Contudo, a velocidade de operação necessária e a taxa de transferência de processamento de sinal combinadas com baixo consumo de energia não foram alcançadas até agora.
A equipe de pesquisa liderada pelos professores Tetsuo Endoh, Takahiro Hanyu e o professor associado Masanori Natsui desenvolveram um MCU usando a tecnologia VLSI baseada em spintrônica. No MCU baseado em spintrônica recentemente desenvolvido, todos os módulos são feitos não voláteis usando dispositivos spintrônicos, e o desperdício de energia é totalmente eliminado pelo controle da fonte de alimentação de cada módulo de forma independente.
Comparação de desempenho do MCU fabricado e trabalho relatado. Crédito:Tohoku University
Além disso, o gargalo de transferência de dados de lógica e memória é relaxado por um controlador de memória que pode acelerar todo o sistema e um módulo acelerador reconfigurável é incorporado para executar o processamento de sinal específico do aplicativo. Essas modificações permitem que o MCU alcance um consumo de energia ultrabaixo de 47,14μW a uma frequência operacional de alta velocidade de 200 MHz, o que foi confirmado a partir dos resultados da medição do chip fabricado.
Este chip MCU fornece o mais alto desempenho de processamento e eficiência energética do mundo para nós sensores de IoT altamente funcionais alimentados por energia coletada, que é derivado de fontes externas, como energia solar, energia térmica.
Isso mostra o desempenho de consumo de energia ultrabaixo do MCU desenvolvido não volátil baseado em spintrônica. Crédito:Tohoku University
Os resultados serão apresentados na Conferência Internacional de Circuitos de Estado Sólido IEEE 2019, realizada em San Francisco, EUA de 17 a 21 de fevereiro, 2019.
