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| Microchips más pequeños y de menor consumo | |||||
Conseguir chips cada vez más pequeños y de menor consumo. Estos son los requisitos indispensables del mercado actual de aplicaciones portátiles como la telefonía móvil o los sistemas biomédicos, para cuyos usuarios es fundamental obtener un funcionamiento correcto de los dispositivos durante el mayor tiempo posible. Precisamente, una de las técnicas que se puede utilizar para desarrollar este tipo de microchips de tamaño reducido y bajo consumo es la que ha analizado Carlos Aristóteles de la Cruz en su tesis doctoral defendida en la Universidad Pública de Navarra. La tesis se titula Design and Implementation of Very Low Voltage Square-Root Domain Circuits with On-chip Tuning, Prototipos en silicio La técnica SRD (Square-Root Domain) es uno de los métodos que permiten diseñar chips o circuitos integrados con bajas fuentes de alimentación, es decir, circuitos que puedan funcionar de forma adecuada en situaciones en las que se disponga de niveles bajos de fuente de alimentación. Esta técnica esta basada en el diseño de circuitos cuyo sistema de procesamiento interno es no lineal -aunque su relación entrada-salida sea lineal. En la tesis no sólo se presentan simulaciones de los sistemas diseñados, sino que se recogen resultados experimentales obtenidos de prototipos fabricados de todos los circuitos y sistemas, lo que demuestra la posibilidad de que sean incluidos en diseños prácticos. Además, se han realizado análisis de segundo orden y análisis no lineales de los circuitos para lograr una mayor comprensión del funcionamiento de estos circuitos y sistemas. Menor consumo y tamaño Los circuitos integrados se componen de transistores que se unen en celdas básicas, y éstas, a su vez, se agrupan formando sistemas de circuitos integrados. En este sentido, las aportaciones de la tesis se refieren tanto a la construcción de celdas básicas novedosas como a la configuración de sistemas desarrollados a partir de ellas. Así, la tesis ofrece un diseño de las celdas básicas de los chips que permite su funcionamiento con menores tensiones de alimentación. Si las celdas existentes funcionaban con 3,3 voltios, la tensión se ha reducido a 1,5 voltios, indica. Para ello se han adaptado las técnicas convencionales de diseño de celdas básicas (a través de lazos translineales). En concreto, se emplean fuentes de voltaje flotantes, que son introducidas como parte integral de los lazos translineales sin modificar su principio de funcionamiento para crear sistemas SRD. Esta contribución en los circuitos no sólo permite la deseada operación a baja tensión sino que además permite que las celdas tengan un buen rango dinámico. Del mismo modo, en la tesis se desarrolla una técnica completamente nueva para diseñar las celdas básicas no lineales. Esta técnica permite simplificar considerablemente los circuitos internos de dichas celdas, evitando componentes redundantes que se obtienen con las técnicas anteriores. Además, los filtros SRD resultantes poseen un mayor ancho de banda, ocupan menor área en el chip, requieren un menor consumo de potencia, y ofrecen aproximadamente las mismas prestaciones que los anteriores. Por otra parte, la técnica desarrollada por Carlos de la Cruz, con pequeñas modificaciones, permite obtener otros circuitos útiles en modo corriente. Así, se ha desarrollado un conjunto novedoso de circuitos, entre los que se incluyen un circuito de media geométrica, un elevador al cuadrado, multiplicadores de uno y de cuatro cuadrantes y un convertidor RMS-DC. Por último, en la tesis se ha diseñado un filtro SRD con un sistema de auto-ajuste (tuning) para compensar los errores introducidos en los parámetros del filtro. | |||||
Viernes, 24 Septiembre, 2004 - 11:00 | |||||
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