Les ingénieurs peuvent réduire la taille et la puissance de moitié en supprimant les portes logiques inutilisées dans le microcontrôleur universel.
Image : iStockPhoto Rakesh Kumar, professeur agrégé de génie électrique et informatique, Illinois, a déclaré : « Le processeur est excessivement conçu pour la plupart des applications. Un fait bien connu et nécessaire est : pour avoir la programmabilité et la flexibilité, le contenu sur le processeur est plus L'application est plus. En particulier, la situation est particulièrement vraie pour les microcontrôleurs à très faible consommation qui pilotent la dernière plate-forme informatique embarquée (comme les appareils portables et les capteurs de l'Internet des objets). Ils exécutent généralement une application très simple. Il n'y a rien d'autre (même s'il n'y a pas de système d'exploitation), cela signifie que la plupart des circuits de la puce n'ont pas vu de données du tout. " John Sartori, Assistant Professor Minnesota University Assistant (les étudiants de Kumar), et leur étudiant ont décidé de résoudre ce problème de déchets. Leur solution commence par la conception du microcontrôleur universel de recherche. Ils ont trouvé un moyen rapide de déterminer quelles portes logiques n'ont jamais participé à l'application qui doit s'exécuter, puis suppriment ces portes supplémentaires. Le résultat est le "processeur personnalisé" dit par Kumar, qui est une version minimisée, complexe et inférieure du microcontrôleur d'origine destiné à exécuter uniquement l'application souhaitée. En juin, lors du Symposium international sur le 44e Computer Architecture à Toronto, Kumar et Sartori ont présenté en détail le projet de processeur personnalisé.
Kumar a déclaré: "Notre méthode consiste à trouver tout le matériel dont l'application garantit l'inutilisé, quelle que soit l'entrée. Le reste est un ensemble ou superchard, qui est tous les chemins possibles que les données peuvent être utilisées. Ensuite, nous enlevons sans toucher le matériel. " Ils partent du microcontrôleur MSP430, créant des conceptions personnalisées pour la mise en œuvre d'applications telles que la transformée de Fourier rapide, les fonctions d'autocorrélation et le filtrage d'interpolation. La porte logique de seulement la moitié de ces conceptions fait partie de la conception originale du microcontrôleur. En fait, dans 15 applications de microcontrôleur courantes qu'ils ont étudiées, il n'y a pas besoin de plus de 60 % de la porte. En moyenne, la conception de la taille de la puce est réduite de 62 % et la consommation d'énergie est réduite de 50 %. L'économie d'énergie moyenne est aussi élevée que 65% en utilisant une transmission de signal à plus courte distance.
Sartori a déclaré: "C'est vraiment surprenant. La plupart des gens pensent que presque tout est utilisé dans un processeur aussi petit et simple ; mais pour une application donnée, il existe de nombreuses portes logiques. Supprimez complètement, et le logiciel est toujours très parfait. " Si vous voulez que le processeur exécute deux applications ou plus, cette méthode est toujours valable ; elle peut même gérer le système d'exploitation et l'application. Ils ont testé avec le système d'exploitation en temps réel Freertos. Lorsqu'il fonctionne seul, 57% de la porte est complètement touchée. Si Frertos est exécuté avec l'une des 15 applications ci-dessus, seulement 27% de la porte n'est pas utilisée, mais Kumar a souligné que ces applications fonctionnent généralement "bare metal" - elles n'ont pas besoin de systèmes d'exploitation.
Pourquoi ne pas commander ASIC (circuit intégré dédié) ? Une phrase : coût. Kumar a déclaré que le microcontrôleur intégré est adapté à une utilisation à faible capacité et à faible coût, de la conception de la tête et du test du coût de l'ASIC. Ce processus est simplifié en partant de la conception standard du microcontrôleur, et il est moins cher.
Kumar a dit que c'est comme une "boîte noire". Entrez une application, elle sort la conception du processeur. " Tom Hackenberg, analyste en chef du processeur embarqué des études de marché, a déclaré que les choses pourraient ne pas être aussi simples. Les tests, vérifications et autres coûts rencontrés lors du développement de nouvelles puces d'application existent toujours. Si cette technologie ne réduit pas le coût du processus de conception, le microcontrôleur bon marché (environ 1 $ en moyenne mais aussi bas que 25 cents) reste une solution efficace.
Cependant, Hackenberg a déclaré: "Si ce concept a les caractéristiques qu'ils disent, la conception de la conception conçue pour des applications spécifiques peut être un processus plus simple."
Les ingénieurs de recherche d'ARM, Cambridge, Angleterre, espèrent que les choses pourront devenir si simples. Ils ont travaillé dur pour développer un projet appelé "Plastic ARM", qui est un microcontrôleur à usage unique qui construit 1 centime sur des plastiques à l'aide de la technologie électronique imprimée. Leur premier essai occupait 7.5 centimètres carrés. James MYERS, le chef de projet, a déclaré qu'après une année entière de travail acharné, il a enfin atteint l'objectif de 1 centimètre carré, et peut le personnaliser en fonction de l'application. Avec cet été, avec l'aide d'un étudiant de Sartori, ils prévoient d'utiliser une technologie de processeur personnalisée pour voir s'ils peuvent obtenir des résultats identiques ou meilleurs.
Il a dit : « Utilisez la technologie électronique d'impression, la conception de la puce de conception doit être inférieure à celle du silicium. Il devrait y avoir plus d'opportunités pour la conception pour des applications spécifiques, mais si le coût de conception reste inchangé, il ne devrait pas en être ainsi. Je veux que ce soit un coût de conception et un coût de fabrication réduits. Si vous pouvez générer automatiquement une version personnalisée du processeur, c'est très avantageux. " Lien d'origine : https://www.eeboard.com/news/chip-4/ Recherchez le réseau de panneaux, faites attention, la carte de développement de mise à jour quotidienne, le matériel intelligent, le matériel open source, l'activité et d'autres informations peuvent vous permettre de maîtriser. Attention recommandée !
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