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Le circuit le plus économe du monde

ActualitéClassé sous :informatique , technologie , médecine

Des chercheurs du MIT viennent de présenter un circuit complet, sur une puce, qui ne consomme que 1 microwatt. Généralisables, les procédés mis en œuvre pourraient servir aux téléphones portables et à tous les appareils mobiles, multipliant par dix la durée de vie de la batterie. « Mais pas avant cinq ans » avertissent les chercheurs.

Deux versions (modèles du commerce) du microcontrôleur MSP 430 © TI

Une équipe conjointe du MIT (Massachusetts Institute of Technology) et de Texas Instruments (TI) a fait sensation à la conférence ISSCC (International Solid State Circuits Conference), à San Francisco. Pourtant le circuit qu'ils présentaient, un microcontrôleur MSP430, est proposé par TI depuis plusieurs années et n'a rien de révolutionnaire, si ce n'est qu'il est déjà présenté par son fabricant comme le plus économe du genre. Ce circuit (une famille en fait) permet de commander toutes sortes de fonctions électroniques et est honorablement connu des ingénieurs et même des bricoleurs.

Il a servi de démonstrateur à l'équipe menée par Anantha Chandrakasan, du MIT, pour étudier la faisabilité d'une alimentation en très faible tension. Installé sur une puce, le microcontrôleur était alimenté par un transformateur (DC-DC, en courant continu) et 128 kilobits de mémoire, incorporés sur le même circuit.

Une partie du circuit a bien voulu fonctionner à 0,3 volt, alors que les meilleurs circuits descendent à 0,8 volt. A cette tension, en stand-by, le circuit ne consomme qu'un seul petit microwatt. Au magazine TG Daily, Joyce Kwong, étudiant au MIT (Department of Electrical Engineering and Computer Science, EECS), a confié que le circuit grimpait à environ 12 microwatts pendant l'exécution d'un programme et avec une alimentation à 0,5 volt. Globalement, la puissance consommée a été descendue d'un facteur dix par rapport au MSP430 de série.

Un nouveau paradigme pour les appareils mobiles

Pour parvenir à ce résultat, les ingénieurs ont entièrement redessiné le circuit. La difficulté est de le rendre moins sensible aux minuscules variations de courant, à l'effet bien plus important quand la tension est très faible. Au MIT, l'équipe d'Anantha Chandrakasan travaille sur ces questions depuis de nombreuses années. On n'en saura pas plus pour l'instant sur les techniques employées mais elles reposent sur les procédés actuels. Selon Chandrakasan, elles pourraient passer à l'échelle industrielle dans environ cinq ans.

La réduction de la consommation est un élément clé de l'évolution future de l'électronique, en particulier des matériels mobiles, des téléphones aux prothèses médicales, comme les simulateurs cardiaques. Elle amène un moindre échauffement et bien sûr une augmentation de l'autonomie des matériels autonomes. Chandrakasan affirme qu'elle pourrait être multipliée par dix.

Si la puissance consommée descend suffisamment bas, on peut aussi imaginer d'autres solutions pour alimenter les petits appareils électriques, notamment des générateurs de courant minuscules, puisant l'énergie dans leur environnement. Des recherches récentes ont montré la faisabilité de ces dispositifs, capables de fabriquer de l'électricité à partir de vibrations, de mouvements, de la chaleur voire simplement du bruit ambiant...

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