日本NEC與東北大學周三(2/12)發表應用新式自旋電子(spintronics)技術研發的微控制器(MCU)回路,可將MCU的消耗電力降低至1/80,延長無線感應器電池壽命約10倍。
為了長時間維持管理各種社會基礎設備,與基礎設備狀況相關的資料均需要經常收集、傳遞,因此高性能無線感應器裝置的需求亦不斷升高。要提升無線感應器性能,就必須提升裝置處理中樞的MCU,但耗電力也會隨著性能提升而增加,成為研發時的一大課題。
在這次研究中,雙方以自旋電子技術將裝置待機電力控制在**狀態,同時實現高速電源控制能力,約120納秒(Nanosecond)就能讓MCU上需要正常運作的區塊迅速啟動,如此就能精密控制其他無須運作的區塊,持續保持在電源關閉狀態,減少不必要的電力耗損。
另外,暫存器內將資料寫入非揮發性元件的動作,在回路中耗電量較大,所以也針對這一點研發了可精密控制資料寫入動作的CPU回路,寫入前若偵測到資料相同,就會取消覆寫。藉由一連串縝密的控制動作,控管無謂的資料寫入行為,避免增加電力消耗。
利用本技術試作的MCU,是由90nm的CMOS回路與三端子磁隧道(Magnetic Tunnel Junction;MTJ)元件組合的集成電路芯片,執行資料收集與演算處理等動作后,發現耗電力確實比現有技術降低至1/80,比最初預期的1/64還低。 [華夏書庫http://www.hxsk.net]
此次研究成果已于2/11在美國加州舊金山舉辦的半導體回路技術國際學會International Solid State Circuit Conference 2014中發表。