استعراض

مؤخرا، أعلن الباحثون في جامعة توهوكو أنها وضعت وحدة التحكم الصغيرة غير المستقرة، مثل وحدة التحكم الصغيرة تستخدم VLSI تكنولوجيا التصميم على أساس الإلكترونيات الدورانية، في حين تحقيق الأداء العالي و فائقة انخفاض استهلاك الطاقة.

خلفية

وحدة متناهية الصغر التحكم (MCU)، المعروف أيضا باسم الحواسيب الصغيرة رقاقة واحدة أو متحكم. لفترة وجيزة، وحدة التحكم الصغيرة هي على شريحة واحدة، ومختلف مكونات جهاز كمبيوتر متكامل، مثل المعالج والذاكرة واجهات أكثر I / O، تشكيل الكمبيوتر رقاقة المستوى.

إنتل 8051 معمارية الرقاقات الدقيقة (المصدر: ويكيبيديا)

متكاملة على شريحة واحدة مع عناصر وظيفية، قد تكون مصممة لتطبيق سيناريوهات مختلفة. اليوم، وهذا الرقم يمكن رؤيته في كل مكان حولنا وحدة التحكم الصغيرة، مثل الهواتف النقالة، والمعدات الصناعية والروبوتات والإلكترونيات والسيارات وهلم جرا. كما الأشياء (في تقنيات عمليات) تزدهر، وأصبحت وحدة التحكم الصغيرة عنصرا أساسيا في العديد من الأشياء الجهاز.

ومع ذلك، فإن العديد من الأشياء الجهاز لمتطلبات الطاقة صارمة جدا، مثل الجسور والأنفاق استشعار توزيع للكشف عن تشريد أو تشوه عقدة، عددهم كبير جدا، والاعتماد على طاقة البطارية، البطارية قد تطلب حياة طويلة. وفقا لذلك، من أجل التكيف مع العقد الاستشعار، وحدة التحكم الصغيرة تتطلب انخفاض استهلاك الطاقة، والأداء الرفيع. واستخراج المعلومات من العقد استشعار جمع وحدة التحكم الصغيرة المطلوبة بعد المعالجة، ومن ثم تنتقل إلى مركز البيانات القائمة على السحابة.

كان العلماء العالم من مختلف البلدان نشطة لتطوير مختلف المنخفضة للقوة التحكم الصغيرة العقد حدة الاستشعار. لكن حتى الآن، انهم يتوقعون ان معالجة الإشارات سرعة التشغيل الإنتاجية وانخفاض استهلاك الطاقة، لم ينفذ بشكل جيد.

مقارنة الأداء MCU مع الأعمال السابقة أنتجت (المصدر: جامعة توهوكو)

ابتكار

مؤخرا، أعلن الباحثون في جامعة توهوكو أنها وضعت وحدة التحكم الصغيرة غير متقلبة، وتستخدم هذه الوحدة التحكم الصغيرة والإلكترونيات الدورانية أساس VLSI (VLSI) تقنيات التصميم، في حين تحقيق عالية الأداء وفائقة انخفاض استهلاك الطاقة.

في المصنعة صورة رقاقة وحدة المعالجة الصغيرة (المصدر: IEEE)

فريق البحث البروفيسور تيتسو Endoh، أستاذ تاكاهيرو هانيو، أستاذ مشارك ماسانوري Natsui قاد.

تكنولوجيا

في وحدة التحكم الصغيرة على أساس الإلكترونيات الدورانية وضعت حديثا، وجميع وحدات وإعدادها باستخدام الإلكترونيات الدورانية الأجهزة، غير متغير. وعلاوة على ذلك، ومراقبة مستقلة عن كل وحدة بطريقة امدادات الطاقة تجنب تماما الإسراف في استهلاك الطاقة.

أداء MCU منخفضة للغاية القوة على أساس غير متغير من الإلكترونيات الدورانية (المصدر: جامعة توهوكو)

وعلاوة على ذلك، تسارع وحدة تحكم ذاكرة النظام للتخفيف من عنق الزجاجة نقل البيانات بين الجهاز المنطق والجهاز الذاكرة. انضم لإعادة التشكيل وحدة التسريع، لأداء المهام معالجة الإشارات الخاصة بالتطبيق. هذه التغييرات مثل هذه أن وحدة التحكم الصغيرة، التي تعمل في وتيرة عالية من 200MHZ لتحقيق السلطة منخفضة للغاية 47.14W. وأكدت القياسات رقاقة المصنعة النتائج.

قيمة

أشياء للارتفاع في وظيفة الغدد استشعار (الطاقة الشمسية والحرارية التي تم الحصول عليها من مصدر طاقة خارجي مثل الطاقة) مدعوم من حصاد الطاقة، وحدة التحكم الصغيرة من هذه الشريحة توفر أعلى مستوى من الأداء والكفاءة في استهلاك الطاقة من عملية في العالم.

الكلمة

أشياء تدور الالكترونيات، ورقاقة

المواد المرجعية

[1] https://www.tohoku.ac.jp/en/press/research20190218_MCU.html