ARM показала первый гибкий 32-разрядный микроконтроллер

В отличие от обычных полупроводниковых чипов, гибкие электронные устройства базируются на подложках из бумаги, пластика или фольги, и используют активные тонкопленочные полупроводниковые материалы, в том числе органические соединения, оксиды металлов и аморфный кремний.

После шести лет разработки ARM представила первый полностью 32-разрядный гибкий микроконтроллер PlasticARM, который состоит из 56 340 тонкоплёночных NMOS-транзисторов (Negative channel Metal—Oxide—Semiconductor) и резисторов на пластиковой подложке, предоставленной британской производственной компанией PragmatIC Semiconductor из Кембриджа.

Чипсет реализован с использованием 0,8-микронного процесса PragmatIC и стандартного инструментария. Он состоит из четырёх металлических слоев на 200-миллиметровой полиимидной пластине. В двух нижних слоях размешаются стандартные ячейки, а два верхних служат для их соединения. Такой подход позволил довести общую плотность вентилей приблизительно до 300 на мм².

С площадью 59,2 квадратных миллиметров, PlasticARM в 12 раз больше предыдущей совместной разработки ARM и PragmatIC — выделенного ядра FlexIC для нагрузок машинного обучения — и знаменует собой значительный шаг в создании недорогой гибкой пластиковой электроники для повседневных объектов, подключаемых к Интернету Вещей.

Как сообщается в статье, опубликованной вчера журналом Nature, гибкий микроконтроллер включает в себя 32-разрядный центральный процессор, контроллер NVIC (Nested Vector Interrupt Controller) для обработки прерываний от внешних устройств, периферии, памяти и интерфейса, шину межсоединений AHB-lite и 456 байт ROM. Прошивка содержит три тестовые программы с использованием набора инструкций ARMv6-M и стандартной инструментальной цепочки ARM.

Вся система на чипе (SoC) работает с тактовой частотой 29 кГц от трёхвольтового источника питания и потребляет 21 мВт, из которых на процессор приходится 45%, на память — 33% и на периферийные устройства — оставшиеся 22%.

Главной проблемой, связанной с пластиком, было потребление энергии и рассеивание тепла. Разработанные ARM библиотеки ячеек с низким энергопотреблением, по прогнозам инженеров компании, способны поддерживать пластиковые чипы, сложность которых достигает примерно 100 000 вентилей (это позволит использовать с ядром контроллера больше периферийных устройств). Для миллиона и более логических вентилей, вероятно, потребуется технология комплементарных металл-оксидных полупроводников (КМОП).

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365