Imec fejleszt egy ultra-szélessávú adóchipet, amely akár 1,66 Gb/s adatátviteli sebességet tesz lehetővé milliwattos teljesítményfelvétel mellett

Az Imec új impulzusrádió ultra-szélessávú adóchipje lehetővé teszi adatátviteli sebességeket akár 1,66 Gb/s-ig in-body és rövid hatótávolságú alkalmazásokhoz. / Az Imec új impulzusrádió ultra-szélessávú adóchipje lehetővé teszi adatátviteli sebességeket akár 1,66 Gb/s-ig in-body és rövid hatótávolságú alkalmazásokhoz.

Az idei héten megrendezésre kerülő International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) során az imec - egy világszerte vezető kutatási és innovációs központ a nanoelektronika és digitális technológiák terén - bemutat egy új impulzusrádió-ultrawideband (IR-UWB) adóchipet, amely megújíthatja az UWB-technológia jövőjét.

A 28 nm CMOS technológiával gyártott és mindössze 0,155 mm²-es IR-UWB chip az imec-től kevesebb mint 10 milliwatt (mW) energiafogyasztással rendelkezik. Ezen felül bizonyítottan 1,66 Gb/s adatátviteli sebességet tesz lehetővé. Ez az érték az aktuális UWB szabvány által támogatott sebesség 50-szerese. A chip teljesítménye megerősíti a kutatók meggyőződését, hogy az UWB képes túlmutatni a „pontosság és biztonságos távolságmérés” hagyományos alkalmazásain.

Manapság az ultrawideband kommunikációs technológiát gyakran alkalmazzák olyan területeken, mint a biztonságos kulcs nélküli hozzáférés az autóiparban és a vendéglátásban, beltéri helymeghatározás és vagyonnyilvántartás követése. A szakértők azonban már egy ideje hangsúlyozzák, hogy az UWB potenciálja sokkal nagyobb.

"Ezen szilárd meggyőződés alapján tovább nyomjuk az UWB határait" - mondja Christian Bachmann, az imec UWB programigazgatója. "Ez arra késztetett minket, hogy megvizsgáljuk, vajon a technológia valóban képes-e alacsonyabb energiafogyasztású és magasabb bitráta támogatására, ami viszont az új ultrawideband adóchip fejlesztéséhez vezetett."

Komplex modulációs eljárások segítenek kihasználni az UWB kihasználatlan potenciálját

Az imec új IR-UWB chipje 28 nm CMOS technológiával készült, és mindössze 0,155 mm² felületű. Legfeljebb 1,66 Gb/s adatátviteli sebességet tesz lehetővé beltéri és rövid távú alkalmazásokban. Ez több mint 50-szerese a jelenlegi IEEE 802.15.4z szabvány által támogatott sebességnek. A rekordmagas bitráta támogatása ellenére a küldő kevesebb mint 10 milliwatt (mW) energiafogyasztással működik. Energiahatékonysága 5,8 picoJoule/bit, ami legalább egy nagyságrenddel jobb a Wi-Fi-hez képest.

Az ilyen magasabb adatátviteli sebességek eléréséhez a chip összetettebb (sőt, kombinált) modulációs sémákat alkalmaz, amelyek az imec teljes digitális fázis- és jelkésleltetés-szabályozó (ADPLL) és digitálisan vezérelt erősítő fejlesztéseiben szerzett tapasztalatára épülnek. Ezeknek a hibrid impulzusmodulációs eljárásoknak a lehető legkisebb helyigény mellett történő megvalósításához a kutatók egy magas energiahatékonyságú, jittermentes gyűrűoszcillátort fejlesztettek ki, amelyet egy energiatakarékos polaritásadó kísér.

Lenyűgöző AR/VR élményektől a neurológiai kutatásokig

Ezek az ígéretes eredmények bizonyítják, hogy az UWB valóban képes támogatni egy széles körű új alkalmazási területet, ahol magas adatátviteli sebességet lehet elérni rövid távolságokon, nagyon alacsony energiafelhasználás mellett és kis méretű formátumban.

"Egy megfelelő alkalmazási terület a következő generációs okos szemüvegek, amelyek lenyűgöző AR/VR élményeket nyújtanak" - mondja Bachmann. "És a neurológiai kutatás is profitálhat ezekből az új eredményekből, például vezeték nélküli telemetriai modulokkal, magas bitráta és miniaturizálás révén intrakortikális mérési célokra. Minden ilyen esetben az UWB versenyképes lehet a Wi-Fi-vel szemben, mivel utóbbi általában nagyobb helyigénnyel és összetettebb felépítéssel jár."

További kutatási és szabványosítási erőfeszítések szükségesek ahhoz, hogy ez a technológia elérje érettségét, és így a világ élvezhesse annak előnyeit. Ennek érdekében az imec partnereket vár, akik csatlakozni szeretnének az UWB K+F programjához és széles partnerhálózatához.