ロームと神戸大、ウェアラブル生体センサ向け超低消費電力技術を開発

日野雄太  [2014/11/12]

ロームと神戸大学は11月11日、次世代ウェアラブル生体センサに最適な世界最小クラスの超低消費電力技術を開発したと発表した。

同成果は、ロームと神戸大大学院 システム情報学研究科 情報科学専攻の吉本雅彦教授らによるもの。詳細は、10月22~24日にスイスで開催されたIEEEが認定する国際学会「BioCAS」にて発表された。11月10~12日に台湾で開催される「ASSCC」でも発表される予定。

同技術は不揮発性メモリを活用して、処理がない時間は電源を積極的にオフして待機電力の発生を抑制し、必要に応じて電源を即座にオンするノーマリーオフ動作を実現して消費電力の極小化を達成した。具体的には、消費電力が大きい心拍取得アナログ部に、新開発のノイズ耐性に優れた心拍波形取得アルゴリズムを適用し、さらに一部をノーマリーオフデジタル処理に置き換えることで、従来比1/20となる低消費電力化に成功した。また、FeRAMを応用した新構造の不揮発性RAMを搭載することで、動作に必要なスタンバイ電流を削減し、メモリ部の平均電力を1/10以下まで低減した。さらに、ARM Cortex-M0を含むデジタル回路ブロックに不揮発性ロジックを適応することでノーマリーオフ化し、ロジック部の消費電力を半分以下に削減した。

なお、同技術を用いたウェアラブル生体センサモジュールは、体表面のわずかな電位差(心電波形)から心拍数を取得するほか、世界最小クラスの消費電流6μAで、加速度センサなど他のデジタル出力センサの情報も取得し、演算、記録することができる。加えて、通信機能も搭載しており、スマートフォンからウェアラブル生体センサを制御したり、データの入出力が可能である。これらの動作を消費電流38μAと従来比1/5の低消費電力で実現するとしている。

ノーマリーオフ動作導入前後のイメージ。不揮発化で消費電力を"0"にし、省電力化を実現

ウェアラブル生体センサモジュールの消費電力構成比の比較

ノーマリーオフ動作による電力の極小化。実績のある不揮発技術で独自のノーマリーオフ化を確立



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