Gli ingegneri possono dimezzare le dimensioni e la potenza eliminando le porte logiche inutilizzate nel microcontrollore universale.
Immagine: iStockPhoto Rakesh Kumar, professore associato di ingegneria elettrica e informatica, Illinois, ha dichiarato: "Il processore è eccessivamente progettato per la maggior parte delle applicazioni. Un dato noto e necessario è: per avere programmabilità e flessibilità, il contenuto sul processore è più Applicazione è più. In particolare, la situazione è particolarmente vera per i microcontrollori a bassissima potenza che guidano la più recente piattaforma di elaborazione incorporata (come dispositivi indossabili e sensori Internet of Things). Di solito eseguono un'applicazione molto semplice Non c'è altro (anche se non c'è un sistema operativo), questo significa che la maggior parte dei circuiti nel chip non ha visto alcun dato. "John Sartori, Assistant Professor Minnesota University Assistant (gli studenti di Kumar), e il loro studente hanno deciso di risolvere questo problema dei rifiuti. La loro soluzione inizia con la progettazione del microcontrollore universale di ricerca. Hanno trovato un modo rapido per determinare quali porte logiche non hanno mai partecipato all'applicazione che deve essere eseguita, quindi elimina queste porte aggiuntive. Il risultato è il "processore personalizzato" detto da Kumar, che è una versione ridotta al minimo, complessa e inferiore del microcontrollore originale destinata a eseguire solo l'applicazione desiderata. A giugno, in occasione dell'International Symposium on the 44th Computer Architecture a Toronto, Kumar e Sartori hanno presentato in dettaglio il progetto del processore personalizzato.
Kumar ha dichiarato: "Il nostro metodo è trovare tutto l'hardware che l'applicazione garantisce inutilizzato, indipendentemente dall'input. Il resto è un insieme o un superchard, che è tutti i possibili percorsi in cui i dati possono essere utilizzati. Quindi rimuoviamo senza toccare l'hardware. " Partono dal microcontrollore MSP430, realizzando progetti personalizzati per l'implementazione di applicazioni come la trasformata di Fourier veloce, le funzioni di autocorrelazione e il filtro di interpolazione. La porta logica di solo la metà di questi progetti fa parte del progetto originale del microcontrollore. Infatti, in 15 comuni applicazioni di microcontrollore studiate, non è necessario più del 60% della porta. In media, il design della dimensione del chip è ridotto del 62% e il consumo energetico è ridotto del 50%. Il risparmio energetico medio raggiunge il 65% utilizzando una trasmissione del segnale a distanza più breve.
Sartori ha dichiarato: "È davvero sorprendente. La maggior parte delle persone pensa che quasi tutte le cose siano utilizzate in un processore così piccolo e semplice; ma per una data applicazione, ci sono molte porte logiche. Elimina completamente e il software è ancora molto perfetto. " Se vuoi che il processore esegua due o più applicazioni, questo metodo è ancora valido; può anche gestire il sistema operativo più l'applicazione. Hanno testato con il sistema operativo in tempo reale Freertos. Quando funziona da solo, il 57% della porta viene completamente toccato. Se Frertos viene eseguito con una delle 15 applicazioni di cui sopra, solo il 27% della porta non viene utilizzato, ma Kumar ha sottolineato che queste applicazioni in genere funzionano "bare metal" - non hanno bisogno di sistemi operativi.
Perché non ordini ASIC (circuito integrato dedicato)? Una frase: costo. Kumar ha affermato che il microcontrollore incorporato è adatto per l'uso a bassa capacità ea basso costo, dalla progettazione della testa e dal test del costo dell'ASIC. Questo processo è semplificato partendo dal design standard del microcontrollore ed è più economico.
Kumar ha detto che è come una "scatola nera". Inserisci un'applicazione, emette il design del processore. " Tom Hackenberg, capo analista dell'Embedded Processor of Market Research, ha affermato che le cose potrebbero non essere così semplici. Esistono ancora test, verifiche e altri costi incontrati durante lo sviluppo di nuovi chip applicativi. Se questa tecnologia non riduce il costo del processo di progettazione, il microcontrollore economico (in media circa $ 1, ma a partire da 25 centesimi) è ancora una soluzione di successo.
Tuttavia, Hackenberg ha affermato: "Se questo concetto ha le caratteristiche che dicono, il design del design progettato per applicazioni specifiche potrebbe essere un processo più semplice".
Gli ingegneri di ricerca di ARM, Cambridge, Inghilterra, sperano che le cose possano diventare così semplici. Hanno lavorato duramente per sviluppare un progetto chiamato "Plastic ARM", che è un microcontrollore una tantum che costruisce 1 centesimo sulla plastica utilizzando la tecnologia elettronica stampata. La loro prima prova occupava 7.5 centimetri quadrati. James MYERS, il capo progetto, ha affermato che dopo un intero anno di duro lavoro, ha finalmente completato l'obiettivo di 1 centimetro quadrato e può personalizzarlo in base all'applicazione. Con questa estate, con l'aiuto di uno studente di Sartori, hanno in programma di utilizzare la tecnologia del processore personalizzato per vedere se possono ottenere risultati uguali o migliori.
Ha detto: "Usa la tecnologia di stampa elettronica, il design del chip di progettazione dovrebbe essere inferiore al silicio. Dovrebbero esserci più opportunità per la progettazione per applicazioni specifiche, ma se il costo della progettazione rimane invariato, non dovrebbe essere questo. Voglio È ridotto il costo di progettazione e il costo di produzione. Se riesci a generare automaticamente una versione personalizzata del processore, è molto vantaggioso. "Link originale: https://www.eeboard.com/news/chip-4/ Cerca la rete del pannello, presta attenzione, scheda di sviluppo degli aggiornamenti giornalieri, hardware intelligente, hardware open source, attività e altre informazioni possono farti padroneggiare. Attenzione consigliata!
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