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Dispositivos, circuitos y arquitecturas fiables y de bajo consumo para IoT

El paradigma de "Internet of Things" (IoT) revolucionará el mundo que nos rodea mediante la integración de la micro/nanoelectrónica en objetos de uso cotidiano conectados a Internet y, por tanto, accesibles desde cualquier punto. La implementación de esta visión requiere numerosos avances tecnológicos, a fin de conseguir dispositivos que sean fiables, de bajo coste y con muy bajo consumo de energía. Estos avances precisan una aproximación multinivel que abarque los niveles de dispositivo, circuito y arquitectura. En consecuencia, se requiere la colaboración de diversos grupos con experiencia investigadora complementaria para aprovechar las prestaciones que las nuevas estructuras y dispositivos electrónicos pueden ofrecer en circuitos y arquitecturas que cumplan los estrictos requerimientos del paradigma IoT. En base a esta premisa, investigadores de fiabilidad de dispositivos (UAB) y de diseño de circuitos analógicos y digitales (IMSE y UPC) trabajarán juntos en este proyecto con el objetivo de diseñar circuitos y sistemas de bajo consumo y tolerantes a variabilidad. Este objetivo general se concreta en varias líneas de trabajo. A nivel de dispositivo, se trabajará en la caracterización estadística y multiescala de la variabilidad en dispositivos CMOS avanzados, con la finalidad de desarrollar modelos compactos de dispositivos en los que se apoyará el diseño de circuitos mediante el desarrollo de una herramienta de simulación adecuada. Asimismo, se estudiarán dispositivos emergentes (como memristores y dispositivos con grafeno) para evaluar su idoneidad como componentes en los circuitos y sistemas para IoT. A nivel de circuito y sistema, se trabajará en metodologías de diseño y diseño de circuitos AMS/RF y digitales con énfasis en la tolerancia a la variabilidad y en el consumo de energía. En cuanto a la variabilidad, su impacto se va a reducir, por un lado, utilizando las grandes posibilidades que ofrece la gestión de la tensión de substrato de la tecnología FDSOI (característica que también se explotará para circuitos RF desde un punto de vista funcional) y, por otro, desarrollando metodologías de diseño que consideren y reduzcan la variabilidad en circuitos y sistemas AMS/RF. Adicionalmente, se va a explotar la variabilidad en dispositivos CMOS y memristivos para la implementación de primitivas criptográficas. Desde el punto de vista de bajo consumo, se van a desarrollar metodologías jerárquicas de diseño automatizado de circuitos AMS/RF eficientes en energía. Asimismo, se diseñarán circuitos AMS/RF y digitales con consumo ultra-bajo de energía y se estudiarán estrategias no convencionales de sistemas de cómputo y arquitecturas non-von Neumann. Finalmente, se van a investigar y proponer nuevas arquitecturas de circuitos para computación basados en dispositivos emergentes (memristores), tanto en su combinación con FETs convencionales, como en arquitecturas neuromórficas. Las innovaciones propuestas en el proyecto en las áreas de dispositivos, técnicas de diseño, circuitos y arquitecturas fiables y de consumo extremadamente bajo proporcionarán una ventaja competitiva en numerosas aplicaciones y mercados, lo que respalda la relevancia del proyecto desde los puntos de vista social, industrial y económico. Este hecho, junto con la experiencia del consorcio, anticipa publicaciones y transferencia de resultados.

Investigador/a Principal


Francisco V. Fernández Fernández  >

Rafael Castro López  >

Detalles del proyecto


  • Tipo: Proyecto de investigación
  • Organismo financiador: Ministerio de Economía, Industria y Competitividad
  • Referencia: TEC2016-75151-C3-3-R
  • Fecha de inicio: 30/12/2016
  • Fecha de fin: 29/06/2021
  • Total concedido: 240.911,00 €

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