Renesas ha anunciado que Casio Computer Co. ha elegido el controlador RE01 de Renesas como el controlador principal del nuevo reloj inteligente resistente a los golpes de Casio. Se dice que el GBD-H1000, un nuevo miembro de la línea de relojes inteligentes G-SHOCK de Casio, funciona con energía cosechada. También cuenta con un monitor de frecuencia cardíaca y funcionalidad GPS.
El GBD-H1000 mide la frecuencia cardíaca de su usuario mediante un sensor óptico. Otros sensores miden la temperatura, la orientación de la brújula y la presión barométrica. El reloj también contiene tecnología que mide la distancia recorrida.
El reloj G-SHOCK de Casio y el controlador de la familia RE de Renesas. Imagen utilizada por cortesía de Renesas
Incluso con todas estas capacidades, Casio afirma que el nuevo reloj no necesita batería, ya que se puede alimentar completamente a través de energía solar. ¿El secreto de esta hazaña de eficiencia energética? Renesas dice que es su tecnología de procesamiento SOTB.
¿Qué es la tecnología de proceso SOTB?
Los productos del Grupo RE01 de Renesas, los "cerebros" que animan el nuevo reloj de Casio, son dispositivos de muy baja potencia basados en la tecnología de proceso de silicio sobre óxido delgado enterrado (SOTB).
En semiconductores, las geometrías grandes sirven para reducir la corriente de fuga; se desperdicia menos energía cuando el dispositivo está en espera. Pero, las geometrías más grandes significan que se consume más energía cuando el dispositivo está activo. La compensación se ilustra a continuación.
Baja corriente activa frente a baja corriente de espera: la compensación habitual. Imagen utilizada por cortesía de Renesas
La tecnología de proceso SOTB de Renesas permite a los diseñadores "tener su pastel y comérselo también", beneficiándose de las bajas corrientes de fuga de un tamaño de nodo de geometría más grande mientras que tiene la baja corriente activa típica de geometrías de silicio más pequeñas.
Tecnología de proceso de silicio sobre óxido delgado enterrado (SOTB). Imagen utilizada por cortesía de Renesas
Como se ilustra arriba, la "salsa secreta" es una película delgada de óxido aislante ("CAJA" u óxido enterrado) depositada en la parte superior del sustrato de silicio base. Luego, se deposita una capa de silicio extremadamente delgada sin impurezas en la parte superior de la capa BOX que forma un transistor de canal sin dopaje debajo de la puerta, lo que permite un voltaje de operación muy bajo.
Las geometrías pequeñas, como se esperaba, también tienden a permitir que los dispositivos basados en SOTB funcionen a altas frecuencias.
Los diseñadores de circuitos integrados también estarán felices de saber que pueden combinar SOTB en el mismo sustrato que los procesos de silicio estándar.
Familia de productos RE01 de Renesas
Además de los relojes, la familia de productos RE01 de Renesas es aplicable en cualquier lugar donde el alto rendimiento y el bajo consumo de energía sean obligatorios. Estas aplicaciones pueden incluir atención médica, seguridad, electrodomésticos, medición, automatización de edificios, IoT y, por supuesto, wearables.
Porque la gloria de estos dispositivos es la capacidad de operar sin batería. En cambio, están equipados con un circuito de control de recolección de energía a bordo.
Los dispositivos del Grupo RE01 pueden funcionar a 64 Mhz con una fuente de alimentación de 1.62 V y requieren tan solo 4 µA. Todos se basan en el núcleo omnipresente Arm Cortex M0 +. Incluyen una interfaz paralela MIP-LCD, gráficos 2D, flash de 1.5 MB y SRAM de 256 KB. Las unidades pueden manejar el registro de datos y las actualizaciones de firmware con funciones de seguridad que incluyen una IP segura de confianza.
Diagrama de bloques de RE01. Imagen utilizada por cortesía de Renesas
Tres miembros de la familia ahora están disponibles con tres más en desarrollo.
Los tres disponibles actualmente son el R7F0E017D2DBN, el R7F0E015D2CFB y el R7F0E011D2CFP. El R7F0E017D2DBN mide 4.47 mm por 4.27 mm, mientras que los otros son significativamente más grandes. Debe suponerse, entonces, que el R7F0E017D2DBN es el que se usa en el reloj Casio.
Renesas ofrece una hoja de datos maravillosamente detallada. Hay algunas inconsistencias de nombres en el documento, pero no deberían tener consecuencias para los diseñadores.
Con o sin pilas
Renesas ofrece una guía sobre cómo sus dispositivos RE01 pueden formar la base de un reloj inteligente o dispositivo portátil.
Ejemplo de reloj portátil o híbrido con RE01. Imagen utilizada por cortesía de Renesas
Como se puede ver, se prevé una batería opcional.
Herramientas de desarrollo
Según el folleto del producto, Renesas ofrece una gran cantidad de herramientas de software y hardware para ayudar a los diseñadores. En este conjunto se incluye un kit de evaluación, el RE01 1500KB.
El kit de evaluación RE01 1500KB. Imagen utilizada por cortesía de Renesas
En este kit se incluye una placa base, un panel solar, un cable USB y una placa de expansión.
Wearables accionados por energía solar a bordo, ¿en serio?
La promesa ha sido hecha por otros antes, y a veces ha fracasado. Ingenieros, ¿creen que la tecnología SOTB hará realidad esta hazaña tecnológica esta vez?
¿Tienes experiencia con wearables que funcionan con energía solar? Si puede compartir su experiencia, háganos saber sobre los entresijos del diseño de dicho dispositivo en los comentarios a continuación.
