ARM présente son premier microcontrôleur M0+ en plastique
Le PlasticARM se compose de 56 340 transistors et résistances NMOS et est construit sur un substrat en plastique développé par la fonderie britannique PragmatIC Semiconductor à Cambridge.
Le microcontrôleur résultant, détaillé dans la revue Nature après six ans de développement, comprend un processeur 32 bits, un contrôleur d’interruption vectorielle imbriquée (NVIC) pour gérer les interruptions provenant de périphériques externes, de périphériques, de mémoires et d’une interface de bus AHB-lite ainsi qu’une mémoire de 456 octets contenant trois programmes de test utilisant le jeu d’instructions ARMv6-M et la chaîne d’outils ARM standard.
L’ensemble du système sur une puce fonctionne à une fréquence d’horloge de 29 kHz à partir d’une alimentation 3 V et consomme 21 mW, dominé par la puissance statique, le processeur représentant 45 %, les mémoires 33 % et les périphériques 22 %.
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Le PlasticARM est 12 fois plus grand que le développement précédent réalisé entre ARM et PragmatIC sur un cœur d’apprentissage automatique dédié et marque une étape importante pour l’électronique plastique flexible à faible coût pour les objets du quotidien à connecter à l’Internet des objets.
Le SOC a été mis en œuvre avec le processus de 0,8 µm de PragmatIC à l’aide d’outils de mise en œuvre de puces aux normes de l’industrie et de quatre couches métalliques sur un wafer de polyimide de 200 mm.
La puce résultante a une superficie de 59,2 mm2 (sans les plots) et contient 18 334 portes équivalentes NAND avec 28 broches, qui incluent l’horloge, la réinitialisation, le GPIO, l’alimentation et d’autres broches de débogage. Il n’y a pas de techniques dédiées d’atténuation des décharges électrostatiques utilisées dans cette conception. Au lieu de cela, toutes les entrées contiennent des condensateurs de 140 pF, tandis que toutes les sorties sont pilotées par des divers de sortie avec des transistors pull-up actifs.
Un défi majeur est la consommation d’énergie et la dissipation de chaleur dans le plastique. ARM développe des bibliothèques de cellules à faible consommation pour prendre en charge des conceptions plastiques plus complexes jusqu’à environ 100 000 portes, ce qui permettra d’activer davantage de périphériques autour du cœur du contrôleur. Le passage à plus de 1 000 000 de portes nécessitera probablement une technologie complémentaire métal-oxyde-semiconducteur (CMOS), selon les chercheurs.
Un autre défi consiste à développer des mémoires non volatiles programmables pour le stockage de programmes.
Lire aussi:
Impression 3D de graphene pour composants électroniques
https://www.nature.com/articles/s41586-021-03625-w
www.arm.com; www.pragmaticsemi.com
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