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Arm為物聯網開發了一種可彎曲微處理器

Arm發布了一類名叫PlasticARM的新式TFT微處理器原型,被稱作目前為止最繁雜的可彎折處理芯片(flexiblechip)。

PlasticARM融合金屬氧化物薄膜晶體管和柔性聚酰亞胺,制作而成全柔性32位可彎折微處理器,應用等效電路800nmTFT生產制造,包含1個32位Cortex-M0CPU(Arm的Cortex-M系類中最實惠和最簡單的CPU內核),及其456bytes的ROM和128bytes的RAM。它由超過18,000個邏輯閘構成。

PlasticARM原型32位微處理器源于適用Armv6-M構架的ArmCortex-M0+CPU19(一整套極為豐富的80多條控制指令)和用以開發軟件的原有專用工具鏈(例如,編譯程序、調試程序、鏈接器、集成化開發環境等)。整體原生態靈便的SoC稱之為PlasticARM,可以從其內部儲存器運作應用軟件。PlasticARM包含18,334個NAND2等效電路門,這使其變成在柔性基材上應用金屬氧化物TFT搭建的最繁雜的FlexIC(最少比之前的集成電路工藝繁雜12倍)。

該處理芯片是與柔性電子商品制造廠商PragmatIC協作設計的,該成果公布于Nature上所表明的,它都還沒與根據硅的設計一樣的基本功能。例如,它只有在生產制造環節中運作硬聯網到其電路中的3個測試程序,雖然Arm的科學研究人員表明他們正開發設計將來新版本將安裝使用上新編碼。

PlasticARM運作的操作系統和應用程序都儲存在456bytes的ROM內存,與CPU分離。現階段ROM沒法升級,但科學研究隊伍期待下代商品不斷改進。全部重要零部件包含CPU、RAM、ROM連結均應用非晶硅制作而成,都以柔性高聚物為主導。

Arm聲稱PlasticARM芯片并不是速度最快或最高效率的,但它是最靈便的部件。在這樣的情況下,金屬氧化物薄膜晶體管或TFT與根據脆性硅基材的CPU不一樣,這種可以打印在彎折和彎折而并不會降解的表層上,與此同時這促使在塑膠和紙質等低廉原材料上開展CPU打印變成可能。也就是,PlasticARM生產成本比在硅處理芯片上生產制造的金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)低得多。

對于工作頻率這方面,該科學研究文獻提出,PlasticM0在3V輸進下的運作工作頻率約為20-29kHz;在Arms自身的設計文檔中,對于輸出功率而不是工作頻率開展調優的180nm超低泄漏制造上的M0可以在50MHz下運作。那就是1600-2500倍的工作頻率差別。

沃卡惠認為,根據塑膠的處理器有較大的缺陷,短時間顯然不容易替代硅處理器。他們在耗能、相對密度和特性層面的工作效率太低了。例如,PlasticARM耗費21毫瓦的輸出功率,但在其中99%通常被消耗了,僅有1%被捕獲用以測算。處理芯片也非常大,總面積為59.2平方毫米。

過去的20年里,柔性電子產品設備現已經成長到提供了比較成熟的低成本、輕薄型、柔性和適應性強的設施設備,以及傳感器、內存、電池、發光二極管、能量收集器、近場通訊網絡/射頻識別和印刷電路好比外置天線。但此類總體自動化配件,缺少的內容是靈動及柔性的微處理器,甚至缺少在柔性基板上聚合相對的很多的TFT以執行任何有意義的測算。然而,Arm初期目標似乎將它放在蔬菜跟蹤保質期及日用品物聯網用途。

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