Imec en Holst hebben op de International Solid State Circuits Conference (ISSCC) in San Francisco een processor onthuld die met 400 millivolt, nét boven de drempelspanning van de transistoren, nog betrouwbaar werkt. Daarmee is de processor extreem zuinig: in een test op een kloksnelheid van 1 Mhz verstookte het circuit slechts 79 microwatt. Wanneer krachtigere prestaties nodig zijn, kan de spanning worden opgevoerd tot maximaal 1,1 volt.
Het is tricky om zo dicht op de drempelspanning te werken. Door procesvariatie fluctueert het voltage in de processor en uitschieters kunnen de processor lam leggen. Om dit te voorkomen, installeert het team flip-flops vóór de kritieke paden die zo ontworpen zijn dat ze iets eerder falen dan de processorcircuits. Door deze ’kanarie-flip-flops‘ te monitoren, kan het IC zijn voltage snel een beetje opschalen. Ook zijn er controle-elementen ingebouwd om de spanningsval in bepaalde onderdelen te elimineren.
De processor is gericht op biomedische toepassingen zoals ecg- en eeg-monitoring. Hiervoor is een interface ontworpen die de processorcore monitort en het voltage bijstelt naar gelang de vraag. Deze interface kan ook verschillende andere chiponderdelen uitschakelen om extra energie te besparen.
This article is exclusively available to premium members of Bits&Chips. Already a premium member? Please log in. Not yet a premium member? Become one for just €20 for the first year and enjoy all the benefits.
