El mundo está lleno de millones de sensores que funcionan las 24 horas, los 7 días de la semana, los 365 días del año. Pero, los eventos que informan pueden ser extremadamente raros, tal vez un aumento peligroso en el calor, una fuga en la tubería o un intruso. Ese sensor podría estar en una ubicación remota o incluso peligrosa sin ninguna fuente de energía, excepto una batería.
Cuando el sensor recibe un estímulo, gasta la corriente de su batería analizando e informando la anomalía. Pero el problema es que incluso cuando no hay un evento reportable, el sensor sigue digitalizando datos irrelevantes y dibujando corriente. Demasiado pronto, la batería necesita ser reemplazada o recargada.
Los chips de Procesamiento Modular Analógico Reconfigurable (RAMP) de Aspinity actúan como guardianes de ultra bajo consumo de energía, alertando a los miembros de la familia de sensores XENSIV de Infineon cuándo encender y comenzar sus tareas analíticas digitales intensivas de energía. De lo contrario, el sensor permanece en modo de reposo de baja potencia. Se consume mucha menos energía, lo que resulta en una vida útil prolongada para las baterías.

El chip RAMP analógico utiliza el aprendizaje automático para reconocer solo los sonidos de disparo sin desperdiciar energía digitalizando sonidos irrelevantes. Captura de pantalla utilizada por cortesía de Aspinity

Esta asociación Aspinity-Infineon está dirigida a sistemas "siempre activos", que Cadence describe como un sistema en el que algunos recursos informáticos están "siempre activos" para procesar datos de sensores de audio, visuales u otros, mientras que los recursos informáticos más potentes del sistema son apagado." Podemos ver la demanda de eficiencia "siempre activa" con mayor frecuencia en dispositivos portátiles, dispositivos móviles, altavoces inteligentes activados por voz y cualquier cantidad de dispositivos IoT.

¿Qué es la tecnología RAMP?

La idea detrás de la tecnología RAMP es no activar el sensor digital que consume energía hasta que necesite despertarse. La mayoría de los procesadores digitales "escuchan" el 100% de la entrada, incluso si no analizan la mayor parte, lo que representa una gran tensión en la batería. El chip RAMP, por otro lado, es un chip analógico de muy baja potencia que solo alerta al sensor sobre un evento que debe analizar antes de procesarlo digitalmente. El sensor puede "descansar" y despertarse solo cuando es hora de ponerse a trabajar. El chip analógico está entrenado con redes neuronales para reconocer su llamada de activación.
Piense en ello como un gato, tumbado y medio dormido en el sofá, ignorando por completo el mundo ruidoso que lo rodea. Pero, cuando alguien abre la puerta del refrigerador, el gato es instantáneamente "notificado" y entra en acción. La idea básica (del chip RAMP, no del gato) se ilustra a continuación.

La arquitectura de primer análisis de Aspinity. Imagen utilizada por cortesía de Aspinity

A la izquierda, el sensor, con su apetito relativamente grande por el poder, siempre es solo digitalización y análisis, incluso cuando no hay nada relevante para él. A la derecha, el procesador analógico RAMP, que utiliza muy poca energía, está de guardia, escuchando que se abra la "puerta del refrigerador" y solo activa el sensor somnoliento cuando es necesario.
El resultado es un ahorro extremadamente grande de energía con una batería que dura mucho más de lo que hubiera sido de otra manera.

El chip totalmente analógico emplea aprendizaje automático

RAMP es un chip totalmente analógico que permite un nuevo enfoque para el aprendizaje automático, permitiendo que las tareas sofisticadas de procesamiento de señales digitales se repliquen en analógico. Cuenta con una red neuronal analógica y una interfaz de sensor flexible para acomodar una variedad de tipos de sensores. El chip RAMP, totalmente alerta en todo momento, consume tan solo 10 µA de corriente.

RAMP es una tecnología de procesamiento ultrabaja que incorpora el aprendizaje automático en un procesador analógico. Captura de pantalla utilizada por cortesía de Aspinity

Aspinity ofrece el entorno de desarrollo RAMP que ha sido diseñado específicamente para ingenieros sin experiencia analógica, lo que les permite desarrollar algoritmos RAMP a través de los tipos de interfaces con los que están familiarizados.

Infineon promociona la cartera más amplia de tipos de sensores

¿Dónde entra Infineon en esta colaboración? Infineon afirma ofrecer la cartera más amplia de tipos de sensores en el mercado, algunos de los cuales incluyen sensores magnéticos, sensores de presión, sensores acústicos, sensores de imagen 3D y MMIC de sensores de radar.

Uno de los sensores de efecto hall XENSIV de Infineon para aplicaciones automotrices / industriales de alta precisión. Imagen utilizada por cortesía de Infineon

Según el comunicado de prensa, el chip RAMP evalúa los datos analógicos derivados del sensor XENSIV MEMs de Infineon, identificando solo datos relevantes. Aspinity señala que los diseñadores pueden "programar fácilmente un chip RAMP para la inferencia específica de la aplicación" y que la combinación del chip RAMP con los sensores XENSIV da lugar a una "arquitectura de análisis eficiente de energía primero" para dispositivos siempre activos.
Tom Doyle, fundador y CEO de Aspinity, afirma que "esperamos colaborar con Infineon para permitir a los clientes superar los desafíos energéticos asociados con la integración de la detección continua de alto rendimiento en una creciente gama de productos que funcionan siempre con baterías".

¿Cuáles son algunos de los métodos de diseño que ha probado para conservar energía en dispositivos siempre encendidos? Comparte tus pensamientos en los comentarios a continuación.