Os engenheiros podem reduzir o tamanho e a energia pela metade, excluindo as portas lógicas não utilizadas no microcontrolador universal.
Imagem: iStockPhoto Rakesh Kumar, Professor Associado de Engenharia Elétrica e de Computação, Illinois, disse: "O processador é excessivamente projetado para a maioria das aplicações. Um fato conhecido e necessário é: para haver programação e flexibilidade, o conteúdo no processador é mais. Aplicativo é mais. Em particular, a situação é especialmente verdadeira para microcontroladores de ultra-baixa potência que conduzem a mais recente plataforma de computação embarcada (como dispositivos vestíveis e sensores da Internet das Coisas). Eles geralmente executam um aplicativo muito simples. Não há outra coisa (mesmo que não haja um sistema operacional), isso significa que a maioria dos circuitos do chip não viu alguns dados. "John Sartori, professor assistente da Universidade de Minnesota (os alunos de Kumar), e seu aluno decidiram resolver este problema de resíduos. A solução deles começa com o projeto do microcontrolador universal de pesquisa. Eles descobriram uma maneira rápida de determinar quais portas lógicas nunca participaram do aplicativo que precisa ser executado e, em seguida, excluem essas portas extras. O resultado é o "processador customizado" dito por Kumar, que é uma versão minimizada, complexa e inferior do microcontrolador original, destinado a executar apenas a aplicação desejada. Em junho, no Simpósio Internacional sobre a 44ª Arquitetura de Computadores em Toronto, Kumar e Sartori apresentaram o projeto do processador personalizado em detalhes.
Kumar disse: "Nosso método é encontrar todo o hardware que o aplicativo garante o não utilizado, independentemente da entrada. O restante é um conjunto ou superchard, que são todos os caminhos possíveis pelos quais os dados podem ser usados. Em seguida, removemos sem tocar no hardware. "Eles começam com o microcontrolador MSP430, fazendo designs personalizados para a implementação de aplicativos como a transformação rápida de Fourier, funções de autocorrelação e filtragem de interpolação. A porta lógica de apenas metade desses projetos faz parte do projeto original do microcontrolador. Na verdade, em 15 aplicações comuns de microcontroladores que eles estudaram, não há necessidade de mais de 60% da porta. Em média, o design do tamanho do chip é reduzido em 62% e o consumo de energia é reduzido em 50%. A economia média de energia é de até 65%, utilizando uma transmissão de sinal de distância mais curta.
Sartori disse: "É realmente surpreendente. A maioria das pessoas pensa que quase todas as coisas são usadas em um processador tão pequeno e simples; mas, para uma determinada aplicação, existem muitas portas lógicas. Exclua completamente e o software ainda será muito perfeito. “Se você quiser que o processador execute dois ou mais aplicativos, este método ainda é válido; ele pode até mesmo lidar com o sistema operacional mais o aplicativo. Eles testaram com o sistema operacional em tempo real Freertos. Quando funciona sozinho, 57% da porta é totalmente tocada. Se o Frertos for executado com qualquer um dos 15 aplicativos acima, apenas 27% da porta não é usada, mas Kumar apontou que esses aplicativos normalmente rodam "bare metal" - eles não precisam de sistemas operacionais.
Por que você não compra ASIC (circuito integrado dedicado)? Uma frase: custo. Kumar disse que o microcontrolador embutido é adequado para uso de baixa capacidade e baixo custo, desde o projeto do cabeçote até o teste de custo do ASIC. Este processo é simplificado a partir do design do microcontrolador padrão e é mais barato.
Kumar disse que isso é como uma "caixa preta". Entre em um aplicativo, ele exibe o design do processador. "Tom Hackenberg, analista-chefe da Embedded Processor of Market Research, disse que as coisas podem não ser tão simples. Ainda existem custos de teste, verificação e outros custos encontrados durante o desenvolvimento de novos chips de aplicativos. Se essa tecnologia não reduzir o custo do processo de design, o microcontrolador barato (em média cerca de US $ 1, mas tão baixo quanto 25 centavos) ainda é uma solução de sucesso.
No entanto, Hackenberg disse: "Se este conceito tem os recursos que eles dizem, o design do design que é projetado para aplicações específicas pode ser um processo mais simples."
Os engenheiros de pesquisa da ARM, Cambridge, Inglaterra, esperam que as coisas se tornem tão simples. Eles têm trabalhado muito para desenvolver um projeto chamado "Plastic ARM", que é um microcontrolador único que constrói 1 centavo em plásticos usando tecnologia eletrônica impressa. Seu primeiro teste ocupou 7.5 centímetros quadrados. James MYERS, o líder do projeto, disse que depois de um ano inteiro de muito trabalho, ele finalmente completou a meta de 1 centímetro quadrado e pode personalizá-lo de acordo com a aplicação. Neste verão, com a ajuda de um aluno em Sartori, eles planejam usar tecnologia de processador personalizada para ver se conseguem obter os mesmos resultados ou melhores.
Ele disse: "Use a tecnologia de impressão eletrônica, o design do chip de design deve ser inferior ao de silício. Deveria haver mais oportunidades para o design para aplicações específicas, mas se o custo do design permanecer inalterado, não deveria ser assim. Eu quero É um custo de design e custo de fabricação reduzidos. Se você puder gerar automaticamente uma versão personalizada do processador, será muito benéfico. "Link original: https://www.eeboard.com/news/chip-4/ Pesquise a rede do painel, preste atenção, atualização diária da placa de desenvolvimento, hardware inteligente, hardware de código aberto, atividade e outras informações podem torná-lo mestre. Atenção recomendada!
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