Imec desarrolla un chip transmisor de ultra banda ancha que permite tasas de datos de hasta 1,66 Gb/s con un consumo de energía en el rango de milivatios

El nuevo chip transmisor de radio impulsiva de banda ultra ancha de Imec permite tasas de transferencia de datos de hasta 1,66 Gb/s para aplicaciones en el interior del cuerpo y de corto alcance. / El nuevo chip transmisor de radio impulsiva de banda ultra ancha de Imec admite tasas de transferencia de datos de hasta 1,66 Gb/s para aplicaciones en el interior del cuerpo y de corto alcance.

En la Conferencia Internacional de Circuitos de Estado Sólido (ISSCC) que se celebra esta semana, imec - un centro de investigación e innovación líder mundial en nanoelectrónica y tecnologías digitales - presenta un nuevo chip transmisor de radio de impulso ultran ancho de banda (IR-UWB), que podría redefinir el futuro de la tecnología UWB.

El chip IR-UWB, fabricado en CMOS de 28 nm y con un tamaño de solo 0,155 mm², de imec, presenta un consumo de energía de menos de 10 milivatios (mW). Además, ha demostrado permitir tasas de transmisión de datos de 1,66 Gb/s. Esto es 50 veces más rápido que la velocidad soportada por el estándar UWB actual. La potencia del chip refuerza la convicción de los investigadores de que UWB puede ir mucho más allá de los casos de uso típicos de "medición de distancia precisa y segura".

Hoy en día, la tecnología de comunicación de banda ultra ancha se usa frecuentemente para apoyar aplicaciones como el acceso sin llave seguro en la industria automotriz y en la hostelería, la localización en interiores y el seguimiento de activos. Sin embargo, los expertos han destacado durante algún tiempo que el potencial de UWB es mucho mayor.

"Basándonos en esta firme convicción, estamos llevando los límites de UWB aún más lejos", dice Christian Bachmann, director del programa UWB en imec. "Esto nos ha llevado a investigar si la tecnología realmente puede soportar aplicaciones con menor consumo de energía y mayor tasa de bits, lo que a su vez ha llevado al desarrollo de este nuevo chip transmisor de banda ultra ancha."

Los procedimientos de modulación complejos ayudan a aprovechar el potencial no explotado de UWB

El nuevo chip IR-UWB de Imec fue fabricado en CMOS de 28 nm y tiene una superficie de solo 0,155 mm². Permite tasas de transmisión de datos de hasta 1,66 Gb/s para aplicaciones en el cuerpo y de corto alcance. Esto es más de 50 veces más rápido que lo posible con el estándar IEEE 802.15.4z actual. A pesar de las tasas de bits récord que soporta, el transmisor tiene un consumo de energía de menos de 10 milivatios (mW). Y su eficiencia energética de 5,8 picojulios/bit representa una mejora de al menos un orden de magnitud en comparación con Wi-Fi.

Para alcanzar estas mayores tasas de transmisión de datos, el chip utiliza esquemas de modulación más complejos (e incluso combinados), que se basan en el conocimiento de imec en el desarrollo de bucles de fase totalmente digitales (ADPLLs) y amplificadores controlados digitalmente. Para permitir estos métodos híbridos de modulación por impulsos con un tamaño lo más compacto posible, los investigadores desarrollaron un oscilador en anillo altamente eficiente en energía y con bajo jitter, en combinación con un transmisor polar de bajo consumo.

Desde experiencias impresionantes en AR/VR hasta investigación en neurociencia

Estos resultados prometedores demuestran que UWB realmente puede soportar una amplia gama de nuevas aplicaciones que combinan altas tasas de transmisión de datos a cortas distancias con un consumo de energía muy bajo y un tamaño reducido.

"Un caso de uso adecuado es la próxima generación de gafas inteligentes, que permiten experiencias impresionantes en AR/VR", dice Bachmann. "Y también la investigación en neurociencia podría beneficiarse de estos nuevos avances, operando módulos de telemetría inalámbrica de alta tasa de bits y miniaturización para mediciones intracorticales. En cada uno de estos casos, UWB podría convertirse en un fuerte competidor de la tecnología Wi-Fi, que generalmente requiere más espacio y presenta mayor complejidad."

Ahora, se requieren más esfuerzos de investigación y estandarización para llevar esta tecnología a la madurez y que el mundo pueda beneficiarse de sus ventajas. Para ello, imec invita a socios interesados en unirse a su programa de I+D en UWB y a su amplia red de colaboradores.