IMEC menampilkan chip pemancar ultra-wideband IEEE 802.15.4z sub-5mw pertama di dunia
Hardware

IMEC menampilkan chip pemancar ultra-wideband IEEE 802.15.4z sub-5mw pertama di dunia


Imec menampilkan chip pemancar impulse-radio ultra-wideband (IR-UWB) IEEE 802.15.4z pertama, dengan konsumsi daya terendah sebesar 4,9mW. Kredit: imec

Pada Konferensi Sirkuit Solid-State Internasional (ISSCC) minggu ini, imec — hub penelitian dan inovasi terkemuka dunia dalam teknologi nanoelektronika dan digital — menampilkan chip pemancar impulse-radio ultra-wideband (IR-UWB) IEEE 802.15.4z pertama yang mencolok keseimbangan antara kemampuan jangkauan aman dan akurat UWB untuk lokalisasi dalam ruangan dan kebutuhan untuk peningkatan efisiensi energi.

Dibuat dalam CMOS 28-nm (dengan area inti yang ditempati hanya 0,15mm2), chip tersebut bertujuan untuk memungkinkan penerapan UWB faktor bentuk kecil dan hemat biaya generasi berikutnya. Ini telah dikembangkan secara khusus untuk mencapai konsumsi daya terendah sebesar 4,9 miliwatt (mW) dalam operasi yang sesuai standar, sambil mematuhi peraturan emisi spektral yang ketat dari UWB. Ini juga merupakan chip pemancar IR-UWB sub-5mW pertama yang memenuhi standar IEEE 802.15.4z yang baru dirilis untuk pengukuran rentang UWB yang lebih akurat dan aman.

Aplikasi lokalisasi dalam ruangan dan lokasi mikro menjadi semakin populer. Pikirkan solusi entri tanpa kunci untuk kendaraan, hotel dan gedung perkantoran, dan pelacakan aset di gudang atau pabrik. Pada dasarnya, teknologi pita lebar ultra sangat cocok untuk mengakomodasi rentang yang akurat dan aman untuk kasus penggunaan lokalisasi dalam ruangan. Terlebih lagi sejak pengenalan standar IEEE 802.15.4z tahun lalu, menyempurnakan lapisan fisik UWB untuk meningkatkan integritas dan akurasi pengukurannya. Namun, anggaran daya UWB telah membatasi adopsi teknologi secara luas — mendukung pesaing Bluetooth Low Energy (BLE), yang datang dengan konsumsi daya lebih dari 10 kali lebih rendah.

“Oleh karena itu, chip pemancar IR-UWB yang kami tampilkan di ISSCC tidak kurang dari sebuah gamechanger dalam domain dengan akurasi tinggi dan jangkauan aman untuk lokalisasi dalam ruangan,” jelas Christian Bachmann, manajer program UWB dan Bluetooth Secure Proximity di imec. “Arsitekturnya yang inovatif dan intensif digital telah dibuat dalam proses CMOS 28nm — yang mengarah ke penggunaan area hanya 0,15mm2. Dan perangkat ini hadir dengan konsumsi daya paling rendah sebesar 4,9mW, yang sepuluh kali lebih rendah dari anggaran daya produk UWB yang canggih. ”

“Upaya penelitian ini adalah bagian dari strategi imec untuk menjadikan UWB pilihan teknologi yang sangat hemat daya dan hemat biaya untuk kasus penggunaan lokasi mikro kecil bertenaga baterai dan lokalisasi dalam ruangan,” tambahnya.

Chip ini dibangun di atas arsitektur pemancar kutub digital yang inovatif untuk secara signifikan mengurangi konsumsi daya IC menjadi hanya 4,9mW. Selain itu, teknologi injection-locking ring oscillator (ILRO) memungkinkan untuk mencapai penghematan daya yang lebih besar — ​​dengan mengaktifkan siklus tugas cepat antara semburan sinyal pemancar IR-UWB di dalam paket dan memungkinkan bagian pemancar dimatikan di antara pulsa tersebut.

Sama pentingnya, chip pemancar IR-UWB imec mematuhi peraturan spektrum global yang ketat yang menentukan frekuensi mana yang dapat dipancarkan pemancar UWB — untuk menghindari interferensi dengan layanan nirkabel lainnya. Untuk itu, para peneliti saat ini mengusulkan desain pembentukan pulsa asinkron yang memenuhi peraturan emisi spektral internasional dalam pita 3-10GHz, sambil memungkinkan pemancar untuk beroperasi secara dekat dengan kepadatan spektral daya maksimum (PSD).

“Terobosan ini merupakan tambahan terbaru untuk rekam jejak imec dalam hal pengembangan teknologi lokasi mikro dan sirkuit RF digital berdaya sangat rendah. Namun, ambisi kami mencapai lebih dari sekadar mengembangkan pemancar UWB tunggal. Apa yang kami kerjakan adalah desain transceiver lengkap — termasuk rentang performa tinggi yang baru, pencarian arah, dan algoritme pelokalan — yang akan memungkinkan mitra kami untuk sepenuhnya mengeksplorasi peluang yang dibawa oleh UWB generasi berikutnya. Peluang yang bahkan mungkin meluas ke seperti radar di masa depan aplikasi, di mana UWB tidak hanya digunakan untuk mengukur jarak antara dua radio UWB — tetapi juga untuk mendeteksi objek pasif, “Bachmann menyimpulkan.


Chip kecil, berbiaya rendah, dan berdaya rendah untuk komunikasi multi-gigabit 60GHz


Informasi lebih lanjut:
Dipresentasikan pada ISSCC 2021 – lihat sesi 21.2 A 3-to-10GHz 180pJ / b IEEE802.15.4z / 4a IR-UWB Coherent Polar Transmitter dalam 28nm CMOS dengan Asynchronous Amplitude Pulse-Shaping dan Modulasi Fase Terkunci Injeksi

Kutipan: Imec menampilkan sub-5mw pertama di dunia, chip pemancar ultra-wideband IEEE 802.15.4z (2021, 17 Februari) diambil pada 17 Februari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-02-imec-showcases-world-sub -5mw-ieee.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Pengeluaran SGP