Naukowcy z PW opracowali pierwsze polskie 32-bitowe i wielordzeniowe mikroprocesory

Rys. 1. Mikrofotografia krzemowej struktury drugiej wersji procesora ADELIT

Wielordzeniowy procesor AGAT opracowany został do polskiego dwusystemowego odbiornika sygnałów nawigacji satelitarnej Galileo i GPS. ADELIT - mikrokontroler do zastosowań biomedycznych - to pierwsza polska realizacja w pełni scalonego sytemu analogowo-cyfrowego typu SoC zawierającego autorski procesor 32-bitowy, zaprojektowany w stylu komórek standardowych i wyprodukowany w postaci struktury krzemowej (rys. 1). Najnowszą realizacją naukowców z PW jest AZURYT - pierwszy polski dwurdzeniowy procesor 32-bitowy (taktowany zegarem 100 MHz), zrealizowany w technologii UMC CMOS 130 nm (rys. 2, 3) oraz kolejne jego wersje, z możliwością dużo szybszego taktowania - do 200 MHz (rys. 4).

Rys. 2. Mikrofotografia krzemowej struktury procesora AZURYT

Każdy z procesorów charakteryzuje się zróżnicowanymi zasobami pamięci wbudowanej (32-512 kB), zarówno statycznej, jak i nieulotnej. Zintegrowana na jednej płytce krzemowej programowalna pamięć nieulotna umożliwia przechowywanie danych po wyłączeniu zasilania. Pozwala to między innymi na jednorazowe nadawanie indywidualnych numerów seryjnych i pełną personalizację procesora. Wytworzone układy scalone zawierają rozbudowane peryferia cyfrowe, takie jak np. interfejsy UART, SPI, I2C itp., a także kanały DMA. Dostępne jest również środowisko programistyczne (GCC, GDB) oraz wsparcie dla wbudowanych systemów operacyjnych. Na wyprodukowanych mikroprocesorach uruchomiony został dedykowany system operacyjny czasu rzeczywistego, umożliwiając implementację rozbudowanej warstwy aplikacyjnej. Zadbano także o unikatowe na skalę światową bogate peryferia analogowe, takie jak specjalizowane przetworniki analogowo-cyfrowe, czy tory do akwizycji sygnałów biomedycznych, co stawia opracowane procesory na równi ze światowymi dokonaniami przemysłu mikroelektronicznego.

Rys. 3. Uruchomieniowa płyta PCB pierwszej wersji procesora AZURYT

Rys. 4. Topografia opracowanego i wyprodukowanego mikrokontrolera dwurdzeniowego o wysokiej wydajności AZURYT SE

Zaprojektowane mikroprocesory wyprodukowano jako struktury krzemowe oraz z powodzeniem zastosowano w różnych projektach badawczych, m.in. współfinansowanych przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju NCBR. Architektura i projekty struktur fizycznych opracowanych procesorów są przedmiotem zastrzeżenia w Urzędzie Patentowym RP.

Autorzy projektu mają nadzieję, że ich praca i zaangażowanie przyczynią się do rozwoju polskiej myśli technicznej w zakresie mikroelektroniki oraz ugruntują przekonanie o wysokiej jakości polskich wyższych uczelni technicznych oraz o korzyściach płynących z badań prowadzonych w ramach publicznych projektów. Opracowana linia polskich procesorów może zostać z powodzeniem wykorzystana na potrzeby polskiego przemysłu elektronicznego, eliminując konieczność używania układów zagranicznych, nad którymi nie posiadamy pełnej kontroli na etapie projektu jak i produkcji.

Powiązany materiał:
Polska Nagroda Innowacyjności 2016 dla badaczy z WEiTI