Der extrem stromsparende Speicher von sureCore ermöglicht intelligente Wearables

Der Markt für tragbare Elektronik und Ohrhörer wächst dramatisch und da mehr Funktionen hinzugefügt werden, bedeutet der Bedarf an Intelligenz, dass Designer mehr eingebetteten Speicher in den Chip einbauen müssen, was zu einem erhöhten Leistungsbedarf führt.

Tatsächlich können diese Leistungsanforderungen bei einigen Designs 50 % des gesamten Leistungsbudgets des Geräts ausmachen. Bei batteriebetriebenen Anwendungen mit eingeschränktem Formfaktor stellt dies das Designteam vor große Herausforderungen, um ein praktikables Produkt zu entwickeln.

Als Reaktion darauf hat SureCore EverOn entwickelt, ein Speichergerät mit extrem geringem Stromverbrauch.

„Dieser Speicherbaustein mit extrem niedrigem Stromverbrauch kann diese Produktdesigns machbar machen, da sie bis zu 50 % weniger Strom benötigen als Standardspeicher von der Stange“, erklärt Paul Wells, CEO von sureCore, einem Spezialisten für eingebettete Speicher. „Die Stromeinbußen für zusätzliche Funktionen werden von Designern jetzt als echte Einschränkung für Geräte der nächsten Generation erkannt und infolgedessen unterzeichnen wir mehrere Lizenzvereinbarungen für Smartwatches, Fitnesstracker und Ohrhörer. Unser SRAM IP ist Silizium, das sich in 'führenden Gießerei'-Prozessen bewährt hat, sodass Kunden den Anstieg des Strombedarfs minimieren und eine schnelle Markteinführung erzielen können.“

Mit low Spannung Designmethoden, die als Weg zur Reduzierung der Betriebsleistung immer häufiger werden, wird durch dynamisches Reduzieren der Betriebsspannungen entsprechend den Verarbeitungsanforderungen der Anwendungen erreicht.

Standard-Logikzellen können bei sorgfältigem Design über einen weiten Spannungsbereich betrieben werden, oft nahe an Schwellenspannungen. SRAM IP von der Stange kann jedoch nur um die Prozessnennspannung herum betrieben werden. Die Integration der beiden auf dem gleichen Chip bedeutet, dass zwei verschiedene Stromschienen mit Pegelverschiebungsschaltungen vorhanden sind, die viel Strom verbrauchen, um die höhere Spannung für den Speicher bereitzustellen, plus zusätzliche Schaltungen, um Signale zu handhaben, die zwischen Spannungsdomänen kreuzen.

Dies erhöht die Komplexität des Designs und seiner Verifizierung sowie fügt Siliziumimmobilien hinzu.

EverOn SRAM IP wurde speziell für diese Art von Systemen entwickelt, bei denen die Spannung angepasst wird, um Energie zu sparen, wobei der Betrieb von der Nennbetriebsspannung des Prozesses bis hin zur Bitzellenhaltespannung reicht, die effektiv die niedrigstmögliche Betriebsspannung vorschreibt.

In einem führenden 40-nm-Prozess TechnologieDas bedeutet von 1.21 V bis hinunter zu 0.6 V ohne zusätzliche Schaltungen oder Stromschienen. Daher kann die Spannung des Chips entsprechend den Leistungsanforderungen für den jeweiligen Betrieb dynamisch nach oben oder unten angepasst werden, um bei Bedarf Strom zu sparen. Dies könnte beispielsweise der Übergang von einem Hochleistungsmodus zu einem Niedrigleistungsmodus oder sogar ein Überwachungszustand sein, der auf ein Weckereignis wartet. Dadurch wird das Chipdesign deutlich einfacher. Im Gegensatz dazu ist das Anpassen der Spannung in Chips mit herkömmlichem Speicher weitaus komplexer, da der Logikteil zwar leicht ausfallen kann, die Spannung zum Speicher jedoch auf der höheren Betriebsspannung gehalten werden muss.

Standardmäßige SRAM-IP wurde in der Regel eher für hohe Dichte oder hohe Geschwindigkeit als für Leistung optimiert, was die Integration in ein leistungsoptimiertes System mit variabler Spannung vor Herausforderungen stellt. EverOn ist in der Lage, Betriebsspannungsflexibilität durch den Einsatz der patentierten SMART-Assist Schaltungen, die ein integraler Bestandteil des geistigen Eigentums sind, wodurch die Integrations- und Verifizierungsanforderungen stark vereinfacht werden. Diese Methodik ist eine effektive Strategie für Architekten, um Energieeinsparungen von bis zu 50 % im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen zu erzielen.

„Die Möglichkeit, die Spannung eines Chips einfach und dynamisch absenken zu können, ist der Schlüssel zum Energiesparen“, erklärt Tony Stansfield, CTO von sureCore, „da die Leistung proportional zum Quadrat der Spannung ist. Wenn Sie beispielsweise von 0.9 V auf 0.6 V fallen, halbiert sich die Leistung ungefähr. Bei batteriebetriebenen Geräten ist ein geringer Stromverbrauch von größter Bedeutung, sodass diese Einsparung bei Designs mit viel Speicher erheblich sein kann. Es gibt ein ständiges Bestreben, diese Geräte mit mehr Intelligenz „intelligenter“ zu machen, was bedeutet, dass immer mehr Speicher benötigt werden, die sehr leistungsstark sein müssen, damit die Berechnungen des Energiebudgets und der Batteriekapazität funktionieren. EverOn Ultra-Low-Power-Speicher ermöglicht die nächste Generation intelligenter, batteriebetriebener Geräte.“