Jedným z kľúčových trendov v moderných digitálnych obvodoch je znižovanie spotreby, či už pre účely IoT, wearables, mobilov, alebo aj serióznych aplikácií s obmedzenými zdrojmi energie. Aj keď sa zdá, že všetko už bolo vymyslené, spoločnosť Ambiq Micro prichádza s novým a podľa nich zásadne lepším prístupom. Tvrdia napríklad, že ich mcu založené na jadre ARM Cortex-M4 má až 10x menšiu spotrebu než porovnateľné konkurenčné obvody.
Ambiq Micro síce je nováčik na poli polovodičov, ale ako aj jeho meno naznačuje, je to nepochybne ambiciózny hráč. Založili ju v Austine, Texas, USA v roku 2010 mladí vedci z Michiganskej Univerzity s cieľom komercionalizovať vývoj, ktorý na univerzite začali.
btw. financovania sa zúčastnilo, okrem iných, aj priamo ARM konzorcium.
Ich prvým produktom je rodina RTC obvodov – logický krok, sú to nepochybne obvody kde spotreba hrá kľúčovú úlohu. AM08xx má typický odber (pri 1.8V/25°C) 55nA pri behu s kryštálom (a s menej presným RC oscilátorom ešte menej), čo je nepochybne impresívna hodnota. Na porovnanie, napríklad pomerne moderný RTC obvod M41T6x od ST má v porovnateľných podmienkach typickú spotrebu asi 300nA. Treba však poznamenať aj to, že AM08xx má v datasheete uvádzanú maximálnu spotrebu až o rád vyššie, jedná sa však o spotrebu pri teplote 80°C.
A ako tú úsporu v spotrebe dosiahli?
Nuž, ako sami píšu, ich „podprahová“ technológia (SPOT™) nie je nič prevratné, a jedná sa o pomerne štandardnú CMOS technológiu. Vtip je v tom, že na rozdiel od klasických CMOS obvodov, kde je vždy jeden tranzistor z komplementárnej dvojice otvorený do plnej saturácie a statická spotreba je daná únikovým prúdom zatvoreného tranzistora, tu sa používa také nízke napájacie napätie, aby sa tranzistory otvárali len do lineárneho režimu, tak, aby prúd „pootvoreného“ tranzistora čo najtesnejšie prevážili únikové prúdy zatvoreného tranzistora. Problémom je dosiahnuť spoľahlivosť pri premenlivých parametroch tranzistorov vplyvom premenlivých teplôt aj vplyvom premenných vo výrobnom procese; a tiež je potrebné riešiť nižšiu odolnosť voči šumu.
