Recherché pour l'Internet des objets : des ordinateurs de la taille d'une fourmi

Si Internet doit être accessible partout, des pilules que vous avalez aux chaussures sur vos pieds, alors les ordinateurs devront devenir beaucoup plus petits. Une nouvelle micropuce de deux millimètres carrés et contenant presque tous les composants d'un minuscule ordinateur fonctionnel est un début prometteur.

Mini-ordinateur : Le minuscule microcontrôleur KL02, fabriqué par Freescale, a été créé pour permettre des ordinateurs sans fil avalables et contient un processeur, une mémoire et une RAM écoénergétiques.

le Puce KL02 , faite par Échelle libre , est plus courte de chaque côté que la plupart des fourmis sont longues et bourre de mémoire, de RAM, de processeur, etc. La genèse de la puce était un client qui demandait de l'aide pour créer un appareil sans fil suffisamment petit pour être facilement avalé et suffisamment bon marché pour être considéré comme digeste. Freescale propose désormais la puce à la vente générale et se lance également dans une campagne de R&D pour créer davantage d'ordinateurs minuscules comprenant également des capteurs et des connexions de données sans fil.

L'Internet des objets concerne en fin de compte les services, comme votre thermostat se connectant à Internet et sachant quand vous rentrez chez vous, explique Kaivan Karimi, directeur de la stratégie mondiale pour les microcontrôleurs chez Freescale, mais la technologie sur laquelle ces [services] sont basés est intégrée. traitement et capteurs.

Si les capteurs connectés doivent être répandus dans le monde qui nous entoure, ces technologies doivent diminuer en taille, en consommation d'énergie et en prix, explique Karimi. Freescale parie que l'un des meilleurs moyens d'y parvenir est d'intégrer, dans une seule puce, des composants tels que des processeurs, de la mémoire, des capteurs, des radios et des antennes qui seraient généralement disposés sur une carte de circuit imprimé.

Freescale commencera à proposer le KL02 et certains microcontrôleurs légèrement plus gros, avec Zigbee ou sans fil Bluetooth basse consommation intégré plus tard cette année. La connectivité sans fil est ajoutée en ajoutant les entrailles d'une puce radio aux conceptions actuelles. La société s'efforce également d'affiner la technologie d'emballage des puces et d'autres composants afin de permettre à de nombreux autres ordinateurs à l'échelle millimétrique.

Toutes ces choses hétérogènes doivent se réunir et être intégrées, dit Karimi, mais nous devons comprendre comment ces composants peuvent coexister sans dégrader leurs performances.

Le rapprochement des capteurs et d'autres composants crée des défis car ils produisent chacun leur propre type de bruit électronique qui peut interférer avec le fonctionnement d'autres composants. C'est un domaine de l'ingénierie des puces qui est soudainement plus important que la puissance de traitement, explique Karimi. Il s'agit d'un exercice d'emballage, pas d'un problème de la loi de Moore, et la version miniaturisée ultime nécessite des technologies d'emballage différentes de celles que nous utilisions dans le passé.

L'un des défis de la conception de puces compactes est que la mémoire flash, comme celle que l'on trouve dans les smartphones, crée des interférences pour les puces radio. Dans des puces trop petites pour éviter le problème, les ingénieurs de Freescale conçoivent de minuscules cages de Faraday autour de la mémoire pour enfermer ce bruit électronique.

Freescale fait le pari qu'une technologie appelée Redistributive Chip Packaging (RCP), largement développée en interne, va permettre de surmonter des problèmes similaires. Il est utilisé depuis quelques années dans des systèmes de défense qui nécessitaient une électronique très compacte capable de résister à des températures et pressions extrêmes. Ce n'est pas une technologie futuriste, car certaines parties de celle-ci ont été utilisées dans des applications très spécifiques, explique Karimi. Cela permet des packages avec une très petite surface d'encombrement, et nous verrons cette technologie migrer vers les [usages] grand public, industriels et automobiles.

RCP permet également d'empiler des composants et des puces ; une possibilité à l'étude consiste à utiliser le processus pour intégrer des antennes, ainsi que des circuits radio, dans des puces.

Un tel emballage à l'échelle d'une plaquette se rapproche des points de conception de la « poussière intelligente », selon Prabal Dutta , professeur adjoint à l'Université du Michigan, faisant référence à l'idée que de minuscules capteurs très bon marché pourraient éventuellement être dispersés comme de la poussière pour collecter des données.

Cependant, Dutta souligne que l'emballage à lui seul ne peut pas résoudre tous les problèmes de fabrication de petits ordinateurs multifonctionnels, et dit qu'un travail sera nécessaire sur les composants emballés ensemble. Tous les composants du système (détection, informatique, communications sans fil, stockage de données et conversion d'énergie) nécessiteront une attention particulière, dit Dutta, la consommation d'énergie étant un défi particulier. À mesure que la longueur d'un [ordinateur miniature] diminue, son volume diminue de manière cubique, ce qui signifie que la capacité de la batterie diminue rapidement, souligne-t-il - un problème auquel Dutta est confronté dans son projet de conception de capteurs équipés d'une radio d'un millimètre cube.

Karimi convient que les batteries sont un problème, affirmant que Freescale travaille avec des partenaires pour développer des composants de récupération d'énergie (chaleur, ondes radio ou lumière) qui pourraient alimenter de très petits appareils.

Freescale n'est pas la seule entreprise de puces à voir un profit potentiel en fournissant des puces pour une nouvelle vague de capteurs et d'autres petits ordinateurs qui alimentent Internet en données. La puce KL02 de la société est basée sur une conception annoncé par ARM l'année dernière en tant que microprocesseur le plus économe en énergie au monde, que d'autres sociétés octroient également des licences. Cependant, dit Karimi, la technologie d'emballage RCP cruciale pour les ambitions de Freescale est protégée par des brevets.

Mise à jour 29/05/2013
La version originale de cet article indiquait que Freescale ajouterait le Wi-Fi à ses puces compactes plus tard cette année. En effet, d'autres technologies sans fil qui utilisent la même bande de fréquence mais avec une consommation électrique moindre sont à ajouter.

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