瑞士电子与微技术中心:2.5 µW/MHz 功耗最低的 32 位控制器

一款基于瑞士电子与微技术中心以及三重富士通最新技术的 32 位 RISC 控制器,功耗可达 2.5 µW/MHz。包括附带全体程序库的工艺设计工具包(PDK)和模拟 IP 单元在内的完整设计系统即将上市。

瑞士电子与微技术中心以其仅 2.5 µW/MHz 的功耗,创造了 32 位 RISC 微控制器的世界纪录。

依托 55 nm CMOS 制程,该 RISC 控制器得以生产。为此,瑞士电子与微技术中心以及晶片生产商三重富士通(MIFS)达成合作。瑞士电子与微技术中心引入其多年研发超低功耗 ASIC 的经验,三重富士通则带来节能的 (ELP)DDC 技术。 

这两项技术的典型结晶是 32 位 RISC 控制器,仅需 2.5 µW/MHz 的功耗即可工作。现已提供完整的工艺设计工具包(PDK)以及一系列硅检验的混合信号 IP。控制器使用 0.5 V 的近阈值电压。降低此电压至关重要,因为其以几何级数影响功耗。

对应用于物联网领域的控制器来说,尽可能低的功耗十分关键。因为电池应使用寿命较长,同时又要足够小。只有这样才能使得微型传感器节点具备控制器和无线电单元,并能够在较长时间内独立工作。最好能让电池立刻被能量收集装置所取代或补充电量。因此,这样的微型传感器节点被称为“智慧微尘”。瑞士电子与微技术中心以及三重富士通的新 RISC 处理器向该愿景更近了一步。瑞士电子与微技术中心联合与无线系统部副总裁 Alain-Serge Porret 表示:“低电压设计对未来物联网设备至关重要”。包括附带全体程序库的工艺设计工具包(PDK)和模拟 IP 单元在内的完整设计系统即将上市。

实现低电压值的一个前提是三重富士通研发的 DDC 技术。由于 对 RDF (随机掺杂波动)的免疫,DDC 适合于低电压工作。不过,低电压工作受到过程、温度等波动的制约。为了降低这些波动,瑞士电子与微技术中心已经投入一系列设计技术,并将体偏置基础上的自适应动态频率调节(ADVbbFS)作为最重要的 IP 之一予以实施。

三重富士通高级副总裁 Keizaburo Yoshie 认为:“通过瑞士电子与微技术中心的超低功耗技术与三重富士通的 DDC 处理技术的结合,让能源料率最高的物联网芯片的研发成为可能”。