中国の清華大と共同で、FeRAM搭載、IoT無線センサーノード用不揮発システムオンチップを開発

ロームと清華大学が共同開発した ＩｏＴ無線センサーノード用 不揮発ＳｏＣチップ

　ロームは中国の清華大学と共同でＩｏＴ無線センサーノード用不揮発システムオンチップ（ＳｏＣ）を開発した。

　１３０ナノメートル強誘電体不揮発性−ＣＭＯＳハイブリッドプロセスを採用。１９１０ビット強誘電体不揮発メモリーを搭載した不揮発プロセッサと不揮発ＲＦコントローラに合わせて１９１０ ビット の強誘電体不揮発メモリー（ＦｅＲＡＭ）を搭載。さらに、電源制御回路、クロックジェネレータを取り込み、命令用３２キロバイトＦｅＲＡＭ、データ用３２キロバイトＦｅＲＡＭとともにシステムオンチップに仕上げた。

　プロセッサのソフトウエアで処理していた電源立ち上がり、無線モジュールの初期化処理を不揮発ＲＦコントローラで同時並行処理するハードウエア復帰処理に変えることで電源検出回路のフィルタを不要にし、短いデータ経路を実現した。

　これらにより、抵抗変化型不揮発メモリー（ＲｅＲＡＭ）を採用した不揮発プロセッサに比べ３.９倍速い起動と、１１倍高いエネルギー効率を達成した。従来のＦｅＲＡＭ搭載不揮発プロセッサで３２μ秒かかっていた電源検知時間を９μ秒に、３３ミリ秒だった無線立ち上げ時間を１.２２ミリ秒に速め、スタートアップタイムを２７倍高速化した。

　長周期間欠センシングのノーマリオフ応用として橋、オイルパイプラインなどの構造物健全性モニタリング、応答速度の高速化による監視システム、小型サイズで生体に優しい特徴を生かしたヘルスケア、データセキュリティ応用の無線認証タグなど幅広いＩｏＴに応用できるとみている。

　ロームが不揮発メモリーの設計と試作を、清華大学がＩｏＴ無線センサーノードに適したシステム基本設計、周辺回路設計と不揮発ＳｏＣを搭載したＩｏＴ無線センサーノード用モジュールの試作とシステム評価を担当した。

　今回の開発成果は京都で５―８日に開催されたＶＬＳＩシンポジウムで、清華大電子工学科のリュー・ヨンパン教授が８日発表した。

　両者は０６年に包括的産学連携契約をし、パワーデバイス、オプトデバイスなどの共同開発や技術交流を活発に行ってきた。１２年には両者による産学国際連携フォーラムで不揮発プロセッサ技術を利用した環境発電型無線センサーネットワークに関する検討を始め、コンピュータアーキテクチャの代表的な国際会議「ハイパフォーマンスコンピューターアーキテクチャ２０１５」で最優秀論文賞を受賞するなど、成果を挙げてきた。