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华体会注册_用塑料造芯,全球首款原生32位Arm微处理器问世

文章来源:华体会注册  作者:华体会注册  发布日期:2021-08-08  浏览次数:153  【打印】  【关闭】   【返回

近日,《天然》杂志登载的一篇文章显示,由Arm公司领衔开辟出了一种32位Arm微处置器,该处置器基在柔性基板(PlasticARM),采取金属氧化物薄膜晶体管手艺开辟。

与传统半导体器件分歧,柔性电子器件构建在纸张、塑料或金属箔等基板上,并利用有机物或金属氧化物或非晶硅等有源薄膜半导体材料,与晶体硅比拟,它们具有很多优势,包罗薄度、一致性和低制造本钱。薄膜晶体管 (TFT) 可以在柔性基板上制造,其加工本钱比在晶体硅晶片上制造的金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 低很多。与传统硅手艺比拟,更具超薄、低本钱等优势微处置器是每一个电子装备的焦点,包罗智妙手机、平板电脑、笔记本电脑、路由器、办事器、汽车,和物联网,虽然传统的硅手艺已将最少一个微处置器嵌入到地球上的每个“智能”装备中,但它面对着使平常用品变得更智能的要害挑战,例如瓶子、食物包装、服装、可穿着贴片、绷带等等。本钱是阻碍传统硅手艺在这些平常用品中可行的最主要身分,虽然硅制造的范围经济有助在光鲜明显下降单元本钱,但微处置器的单元本钱依然高得使人望而生畏,另外,硅芯片其实不是生成的薄、柔韧和贴合。另外一方面,柔性电子产物却可以供给这些抱负机能。在曩昔的20年中,柔性电子产物已成长到供给成熟的低本钱、薄型、柔性和顺应性强的装备,包罗传感器存储器电池发光二极管、能量搜集器、近场通讯/射频辨认和印刷电路好比天线,这些是构建任何智能集成电子装备的根基电子元件。但是贫乏的部门是矫捷的微处置器,尚不存在可行的柔性微处置器的首要缘由是,需要在柔性基板上集成相对年夜量的TFT以履行任何成心义的计较,这在新兴的矫捷TFT手艺中是不成能实现的,在年夜范围集成之前,需要必然水平的手艺成熟度。一种中心方式是将硅基微处置器芯片集成到柔性基板上,也称为夹杂集成,此中硅片被减薄而且来自硅片的管芯被集成到柔性衬底上。固然薄硅芯片集成供给了一个短时间的解决方案,但这类方式依然依靠在传统的高本钱制造工艺。是以,它其实不是一个可行的持久解决方案,没法在将来十年乃至更长时候内出产出数十亿个平常智能物体。该团队的方式是利用矫捷的电子制造手艺开辟微处置器,也称为本机警活的处置引擎,用来构建此处描写的原生柔性微处置器的柔性电子手艺由聚酰亚胺基板上的金属氧化物TFT构成。金属氧化物TFT本钱低,也能够缩小到年夜范围集成所需的较小几何外形。PlasticARM微处置器有助在将来实现万物互联该处置器是一个SoC,包括一个32位Arm Cortex-M CPU 和一个嵌套向量中止节制器 (NVIC),并经由过程互保持构 (AHB-LITE) 毗连到内存,外部总线接口供给通用输入输出 (GPIO) 接口以与测试框架进行片外通讯。ROM包括456字节的系统代码和测试法式,并已实现为组合逻辑,128字节的RAM已实现为基在锁存器的寄放器文件,首要用作仓库。

图:PlasticARM的系统架构

图1b显示了PlasticARM中利用Cortex-M和Arm Cortex-M0+ 的比力。虽然PlasticARM中的Cortex-M处置器不是尺度产物,但它实现了撑持16位Thumb和32位Thumb指令集架构子集的Armv6-M架构,是以它与所有Cortex- M 类处置器,包罗 Cortex-M0+,属在统一架构系列。PlasticARM中的Cortex-M和Cortex-M0+之间的要害区分在在,我们将SoC中RAM的特定部门分派给CPU寄放器(约64字节),并将它们从CPU移到PlasticARM中Cortex-M中的RAM,而在Cortex-M0+中,寄放器保存在其CPU 中,经由过程从CPU中消弭寄放器并利用现有的RAM作为寄放器空间,实现了CPU面积的年夜幅削减(约3倍)。这款32位微处置器PlasticARM,采取0.8微米金属氧化物TFT手艺制造。因为它与Armv6-M架构中的Arm Cortex-M类处置器兼容,它可以搭载现有的软件/东西撑持(例如编译器),是以无需开辟软件东西链。它是迄今为止利用金属氧化物TFT构建的最复杂的柔性集成电路,包罗跨越18,000个门,最少比之前最好的集成电路高12倍。PlasticARM将率先开辟低本钱、完全矫捷的智能集成系统,以实现“万物互联”,包罗在将来十年内将跨越一万亿个无生命物体集成到数字世界中,具有一个超薄的、舒适的、低本钱的、生成矫捷的微处置器来处置平常用品,将会带来各类各样的研究和贸易机遇。

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