Technologia w rozmiarze mikro to coś, co wydaje się przyszłością. W końcu nie bez powodu budujemy coraz bardziej skomplikowane maszyny drukujące na waflach krzemowych coraz mniejsze tranzystory. Dzięki temu na smartfonach czy laptopach możemy zrobić jeszcze więcej i to przy mniejszym zużyciu energii. Eksplorujemy tematy małych zdalnie sterowanych robotów, by w przyszłości te mogły pomagać chociażby w tamowaniu krwotoków wewnętrznych czy usuwaniu guzów. Przed nami otworem stoi cały mikroświat, któremu będziemy mogli nie tylko przyglądać się za pomocą mikroskopów, ale i wpływać na niego z jeszcze większą precyzją.
W przeszłości mieliśmy już do czynienia z małymi komputerami. Na uniwersytecie w Michigan powstał “komputer” (sami naukowcy nie są pewni co do stosowności korzystania z tego terminu), który monitoruje zmiany w temperaturze niewielkich fragmentów ludzkiego ciała z dokładnością do 0,1 stopnia Celsjusza. To może pomóc w wykrywaniu komórek nowotworowych, które są nieco cieplejsze od reszty tkanek. Rozwiązanie ma jednak swoje wady, bowiem traci z pamięci wszystkie dane po odcięciu od źródła zasilania.
W przypadku rozwiązania zaproponowanego przez Texas Instruments, mówimy o konstrukcji z o wiele szerszym zakresem zadań.
Texas Instruments pokazuje MSPM0C1104. Płatek pieprzu o wielkiej mocy
Mikrokontrolery znajdują się w naszych urządzeniach nie od dziś. Wystarczy wspomnieć chociażby o słuchawkach bezprzewodowych, w których każdy skrawek przestrzeni jest na wagę złota. Z myślą o ubieralnych gadżetach Texas Instruments zaprezentował MSPM0C1104. W notce prasowej dowiadujemy się między innymi, że powierzchnia mikrokontrolera to zaledwie 1,38mm2, co czyni go rozwiązaniem o 38% mniejszym od dotychczas najmniejszego mikrokontrolera. Ma on zaledwie 1,6 mm szerokości i 0,86 mm wysokości.
Aby osiągnąć taki rezultat, zdecydowano się na oparcie architektury tego sprzętu o architekturę Arm Cortex M0+. Ta pozwala na łączenie wielu jednostek w jedną całość, dzięki czemu łatwiej będzie wypełnić przestrzenie w zegarkach czy słuchawkach jednostkami obliczeniowymi. Rozwiązanie operuje na zegarze o taktowaniu 24 MHz, a do tego korzysta z 1 kilobajta pamięci operacyjnej SRAM. O wiele więcej jest tu pamięci na dane – zawrotne 16 kB.
Czytaj też: Obliczenia naukowe wykonuje jeden foton. Oto najmniejszy komputer kwantowy na świecie
Ważniejsza jest jednak szeroka kompatybilność. Dzięki zastosowaniu popularnej architektury Texas Instruments mogło pozwolić na implementację 12-bitowego konwertera analogowo-cyfrowego z trzema kanałami. Całość połączy się z płytą główną za pośrednictwem 6 pinów wejściowo-wyjściowych. Rozwiązanie wykorzysta popularne interfejsy komunikacyjne jak Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART), Serial Peripheral Interface (SPI) oraz Inter-Integrated Circuit (I2C).
Łatwy do przeskalowania mikrokontroler musi sprzedawać się w milionach sztuk
Pojedyncza jednostka kosztuje obecnie około 0,2 dolara (czyli około 80 groszy). Jednocześnie, aby z niego skorzystać, musicie zamówić minimum 1000 sztuk. To mały koszt dla wielkich producentów, a dzięki takiemu rozwiązaniu usprawnienia mogą doczekać się niemal wszystkie małe urządzenia. To jeden z wielu kroków do tego, by inteligentne pierścienie czy słuchawki bezprzewodowe mogły jeszcze dłużej pracować na jednym ładowaniu, o ile tylko producenci wykorzystają nowo powstałą przestrzeń na większe akumulatory.
Poza zastosowaniami konsumenckimi, na rozwój takich narzędzi czeka branża medyczna. Wszelkiej maści sondy operujące wewnątrz ciała skorzystają na miniaturyzacji. Sporą zaletą może okazać się też zakres temperatur, w jakich może pracować urządzenie – od -40 do 125 °C, co daje szansę na implementację w narzędziach badających dna oceanów oraz właściwości ciepłych substancji. Oczywiście to urządzenie nie wyprze z rynku innych, większych rozwiązań od razu, ale ma potencjał do tego, by jeszcze bardziej zmniejszyć rozmiar naszej elektroniki.