En ikke-flygtig spintronics-baseret 50uW mikrocontrollerenhed, der arbejder ved 200MHz

Forskere ved Tohoku University har annonceret udviklingen af ​​en ikke-flygtig mikrocontrollerenhed (MCU), som opnår både høj ydeevne og ultra-lav effekt ved at bruge spintronics-baseret VLSI-designteknologi.

Efterspørgslen efter laveffekt, højtydende mikrocontrollerenheder (MCU'er) har været stigende for strømforsyningskritiske Internet-of-Things (IoT) sensorknudeapplikationer. I sensorknudeapplikationer, et distribueret netværk af sensorer udtrækker og indsamler information, som behandles af MCU'er og overføres til et cloud-baseret datacenter. Forskellige laveffekt MCU'er til sensorknudeapplikationer er blevet aktivt undersøgt og udviklet, imidlertid, den nødvendige driftshastighed og signalbehandlingsgennemstrømning kombineret med lavt strømforbrug er ikke opnået før nu.

Forskerholdet ledet af professorerne Tetsuo Endoh, Takahiro Hanyu og lektor Masanori Natsui har udviklet en MCU ved hjælp af spintronics-baseret VLSI-teknologi. I den nyudviklede spintronics-baserede MCU, alle moduler er gjort ikke-flygtige ved hjælp af spintronics-enheder, og spild af strømforbrug elimineres helt ved at styre strømforsyningen til hvert modul uafhængigt.

Ud over, flaskehalsen for dataoverførsel af logik og hukommelse afslappes af en hukommelsescontroller, der kan fremskynde hele systemet, og et rekonfigurerbart acceleratormodul er indbygget til at udføre applikationsspecifik signalbehandling. Disse modifikationer gør det muligt for MCU at opnå et ultralavt strømforbrug på 47,14μW ved en højhastighedsdriftsfrekvens på 200MHz, hvilket blev bekræftet af måleresultaterne af den fremstillede chip.

Denne MCU-chip giver både verdens højeste behandlingsydeevne og energieffektivitet til yderst funktionelle IoT-sensorknuder drevet af høstet energi, som er afledt af eksterne kilder såsom solenergi, termisk energi.

Resultaterne vil blive præsenteret på 2019 IEEE International Solid-State Circuits Conference afholdt i San Francisco, USA fra 17. til 21. februar, 2019.