Los ingenieros pueden reducir el tamaño y la potencia a la mitad eliminando las puertas lógicas no utilizadas en el microcontrolador universal.
Imagen: iStockPhoto Rakesh Kumar, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática, Illinois, dijo: "El procesador está excesivamente diseñado para la mayoría de las aplicaciones. Un hecho bien conocido y necesario es: para tener programabilidad y flexibilidad, el contenido en el procesador es más Aplicación es más. En particular, la situación es especialmente cierta para los microcontroladores de energía ultrabaja que impulsan la última plataforma informática integrada (como dispositivos portátiles y sensores de Internet de las cosas). Por lo general, ejecutan una aplicación muy simple. No hay otra cosa (incluso si no hay sistema operativo), esto significa que la mayoría de los circuitos en el chip no han visto ningún dato. "John Sartori, profesor asistente asistente de la Universidad de Minnesota (los estudiantes de Kumar), y su estudiante decidieron resolver este problema de desechos. Su solución comienza con el diseño del microcontrolador universal de investigación. Se les ocurrió una forma rápida de determinar qué puertas lógicas nunca participaron en la aplicación que debe ejecutarse y luego borraron estas puertas adicionales. El resultado es el "procesador personalizado" mencionado por Kumar, que es una versión más baja, de complejidad minimizada del microcontrolador original destinado a realizar solo la aplicación deseada. En junio, en el Simposio Internacional sobre la 44ª Arquitectura de Computadoras en Toronto, Kumar y Sartori presentaron en detalle el proyecto del procesador personalizado.
Kumar dijo: "Nuestro método es encontrar todo el hardware que la aplicación garantiza que no se utiliza, independientemente de la entrada. El resto es un conjunto o superchard, que son todos los caminos posibles en los que se pueden utilizar los datos. Luego quitamos sin tocar el hardware. “Parten del microcontrolador MSP430, haciendo diseños personalizados para implementar aplicaciones como la transformada rápida de Fourier, las funciones de autocorrelación y el filtrado de interpolación. La puerta lógica de solo la mitad de estos diseños es parte del diseño original del microcontrolador. De hecho, en 15 aplicaciones comunes de microcontroladores que estudiaron, no hay necesidad de más del 60% de la puerta. En promedio, el diseño del tamaño del chip se reduce en un 62% y el consumo de energía se reduce en un 50%. El ahorro de energía promedio es de hasta un 65% al utilizar una transmisión de señal de distancia más corta.
Sartori dijo: "Es realmente sorprendente. La mayoría de la gente piensa que casi todas las cosas se utilizan en un procesador tan pequeño y sencillo; pero para una aplicación determinada, hay muchas puertas lógicas. Elimina por completo y el software sigue siendo muy perfecto. "Si desea que el procesador realice dos o más aplicaciones, este método sigue siendo válido; incluso puede manejar el sistema operativo más la aplicación. Probaron con el sistema operativo en tiempo real Freertos. Cuando corre solo, el 57% de la puerta está completamente tocada. Si Frertos se ejecuta con cualquiera de las 15 aplicaciones anteriores, solo el 27% de la puerta no se usa, pero Kumar señaló que estas aplicaciones generalmente se ejecutan "sin sistema operativo", no necesitan sistemas operativos.
¿Por qué no pide ASIC (circuito integrado dedicado)? Una frase: costo. Kumar dijo que el microcontrolador integrado es adecuado para un uso de baja capacidad y bajo costo, desde el diseño del cabezal y la prueba del costo de ASIC. Este proceso se simplifica partiendo del diseño estándar del microcontrolador y es más económico.
Kumar dijo que esto es como una "caja negra". Ingrese una aplicación, genera el diseño del procesador. "Tom Hackenberg, analista jefe del procesador integrado de investigación de mercado, dijo que las cosas pueden no ser tan simples. Aún existen costos de prueba, verificación y otros costos encontrados durante el desarrollo de nuevos chips de aplicación. Si esta tecnología no reduce el costo del proceso de diseño, el microcontrolador barato (con un promedio de alrededor de $ 1, pero tan bajo como 25 centavos) sigue siendo una solución exitosa.
Sin embargo, Hackenberg dijo: "Si este concepto tiene las características que dicen, el diseño del diseño que está diseñado para aplicaciones específicas puede ser un proceso más simple".
Los ingenieros de investigación de ARM, Cambridge, Inglaterra, esperan que las cosas puedan volverse tan simples. Han estado trabajando arduamente para desarrollar un proyecto llamado "Plastic ARM", que es un microcontrolador de una sola vez que construye 1 centavo en plásticos utilizando tecnología electrónica impresa. Su primer ensayo ocupó 7.5 centímetros cuadrados. James MYERS, el líder del proyecto, dijo que después de todo un año de arduo trabajo, finalmente ha completado el objetivo de 1 centímetro cuadrado y puede personalizarlo de acuerdo con la aplicación. Con este verano, con la ayuda de un estudiante en Sartori, planean usar tecnología de procesador personalizado para ver si pueden lograr los mismos o mejores resultados.
Dijo: "Utilice la tecnología de impresión electrónica, el diseño del chip de diseño debe ser más bajo que el silicio. Debería haber más oportunidades para el diseño de aplicaciones específicas, pero si el costo del diseño no cambia, no debería ser así. Lo que quiero es un costo de diseño y un costo de fabricación reducidos. Si puede generar automáticamente una versión personalizada del procesador, es muy beneficioso. "Enlace original: https://www.eeboard.com/news/chip-4/ Busque la red del panel, preste atención, la placa de desarrollo de actualización diaria, el hardware inteligente, el hardware de código abierto, la actividad y otra información pueden hacerlo maestro. Atención recomendada!
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