Eficiencia energética en sistemas microelectrónicos.

ISC - Institute of Smart Cities - Buscar con Google

Un trabajo de investigación del Instituto de Smart Cities (ISC) de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) ha recibido el premio al mejor artículo presentado en el 34º Congreso Internacional de Diseño de Circuitos y Sistemas Integrados (Design of Circuits and Integrated Systems, DCIS 2019), celebrado recientemente.

Universidad Pública de Navarra - Campus de Excelencia InternacionalLa ponencia fue presentada por Antonio López Martín, catedrático de la UPNA e investigador del ISC. El premio fue otorgado por un jurado internacional compuesto por 34 expertos en microelectrónica, y fue entregado a Antonio López en una ceremonia celebrada durante el propio congreso.

El jurado valoró en su fallo la relevante contribución de la investigación realizada en la mejora de la eficiencia energética de los sistemas microelectrónicos. El artículo premiado ha sido realizado en colaboración con investigadores del Departamento de Tecnología Electrónica de la Universidad de Sevilla y del VLSI Lab and NASA Center for Autonomous Control Engineering de la New Mexico State University (NMSU), en Estados Unidos.

Lopez Martin, Antonio, Algueta, Jose M., Garde, M. Pilar, Gonzalez Carvajal, Ramon, Sánchez Rodríguez, Trinidad, et. al.: Super Class AB OTA Based on Current-Starved Nonlinear Mirrors and Dynamic Biasing. Comunicación en congreso. XXXIV Conference on Design of Circuits and Integrated Systems. – Bilbao. 2019 [https://dcis2019.org/program-2/]

Menos emisiones y más autonomía para los dispositivos

“Las nuevas tecnologías digitales están revolucionando la manera de vivir, trabajar y relacionarse con los demás. La penetración de la telefonía móvil alcanza el 96 % y el acceso a internet, el 81 %. Sin embargo, esta revolución conlleva un peaje oculto a nivel medioambiental. Estas tecnologías son responsables del doble de emisiones de gases de efecto invernadero que el tráfico aéreo, y se prevé que supongan el 14 % de las emisiones totales en 2040”, explica Antonio López. Otro problema ambiental asociado con la proliferación de dispositivos móviles, tal y como también apunta el catedrático, es la enorme demanda de baterías. Se estima que fabricar una pila consume unas 50 veces más energía de la que produce, y la energía generada por la pila resulta ser hasta 450 veces más cara que la electricidad gastada en su producción. Por otro lado, las pilas contienen elementos contaminantes y tóxicos de difícil tratamiento tras su vida útil”, precisa.

Por ambos motivos, el desarrollo de sistemas microelectrónicos de mayor eficiencia energética es una prioridad global de investigación, según apunta Antonio López. “Esta mayor eficiencia supone menos emisiones y menor necesidad de fabricación de baterías, además de mayor autonomía en los dispositivos portátiles”, detalla.

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En este contexto, en el trabajo premiado se proponen nuevas técnicas de diseño de amplificadores que permiten mejorar notablemente su eficiencia energética. Su importancia radica en que estos amplificadores son un elemento básico en la mayoría de circuitos integrados actuales y pueden ser responsables de buena parte del consumo total. Las técnicas propuestas han sido validadas experimentalmente mediante un microchip fabricado por los investigadores del ISC en una tecnología de IBM de 130 nm (nanómetros). “Los prototipos de amplificadores fabricados demuestran en pruebas de laboratorio una mejora de más de cien veces en rendimiento dinámico frente a los convencionales, empleando el mismo consumo energético”, explica el profesor.

Las aplicaciones de este nuevo desarrollo son muy variadas y entre ellas destacan las relacionadas con los dispositivos operados con baterías, como los teléfonos móviles, tablets, sensores inalámbricos o dispositivos biomédicos, entre otros. “Todos estos dispositivos precisan sistemas eficientes de amplificación de señales y al tiempo requieren muy bajo consumo para maximizar la vida de las baterías y, por tanto, su autonomía. Los amplificadores desarrollados son especialmente útiles en el diseño de controladores de pantallas táctiles y en los receptores de comunicaciones que incorporan estos dispositivos”, detalla el catedrático.

Breve Currículum de Antonio López

Antonio López (Pamplona, 1972) es ingeniero de Telecomunicación (1995) y doctor (1999) por la UPNA, con premio extraordinario de doctorado. Es catedrático de Teoría de la Señal y Comunicaciones en esta Universidad desde 2011 y profesor adjunto honorífico en la NMSU desde 2001. Ha sido subdirector del ISC (2015-2017) y de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación de la UPNA (2008-2014).

Actualmente, es el director de Área de Investigación y responsable del grupo de investigación de Comunicaciones, Señal y Microondas en la UPNA, así como presidente de la Sociedad de Circuitos y Sistemas Electrónicos de IEEE en España. Su principal línea de investigación es el diseño de circuitos integrados de ultra bajo consumo, temática en la que ha publicado más de 400 artículos en revistas y congresos internacionales, así como cuatro patentes con la multinacional Seiko Epson.

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