Computadores completos na escala de milímetro

Marco Túlio Chella
17/02/2017

Plataforma M3. [1]
Um sistema digital pode ser classificado como computador completo se for composto pela integração de componentes com funções para entrada e saída, processamento e armazenamento de dados. Os mecanismos de entrada podem ser os mais diversos como os tradicionais teclados e telas de toque e a saída uma tela de vídeo ou uma mensagem de áudio. Os dados recebidos devem ser processados, decisões tomadas e algoritmos executados, papel desempenhado pela UCP (Unidade Central de Processamento). Tanto os programas quanto os dados gerados devem ser armazenados; função dos vários tipos de memórias que vão das baseadas em silício a memórias dos discos rígidos com suas superfícies magnéticas.

Ao longo dos últimos trinta anos avanços nas áreas de engenharia de materiais, física, química e engenharias tem possibilitado o desenvolvimento de transistores, componentes eletrônicos básicos dos sistemas digitais, menores, que são integrados na ordem de bilhões, compondo o que conhecemos como circuito integrado. Esses componentes têm avançado em sua capacidade computacional, criando meios para desenvolvimento e execução de algoritmos mais complexos, com um grande volume de dados, porém o consumo de energia tem crescido em proporção semelhante.

Alguns tipos de aplicação dos computadores como IOT (Internet Of Things) demandam capacidade computacional, mas também dimensões e consumo de energia reduzido. Atender essas características tem sido um desafio para a indústria e a academia.

O dispositivo M3 (Michigan Micro Mote) é resultado do projeto de pesquisa liderado por David Blaauw [2]. Com a dimensão de 0.4 mm × 0.8 mm é uma plataforma computacional contendo um processador da família ARM, memória RAM de 3KB, 24 pinos configuráveis como entrada e saída, e um barramento de comunicação I2C, padrão na indústria [3].

Plataformas como o M3 podem ser utilizadas em projetos de sistemas com aplicações em dispositivos médicos e IOT. No cenário atual, os dispositivos IOT não oferecem capacidade computacional para executar algoritmos complexos, necessitando enviar um volume relativamente grande de dados para servidores na nuvem, que executam o processamento e retornam o resultado para eventual atuação no dispositivo. Considerando a estimativa de que nos próximos anos bilhões de dispositivos estarão conectados, gerando dados continuamente, o processamento local é um imperativo e para tal é fundamental a existência de plataformas computacionais que combinem baixo consumo com capacidade computacional. Outro aspecto a considerar é a segurança e a confiabilidade que podem ser comprometidas nas comunicações em rede.

O projeto M3 e outros que ainda estão em fase de desenvolvimento e avaliação nos centros de pesquisa, criam a expectativa de termos dentro de alguns anos sensores espertos o suficiente para que com processamento local possam, por exemplo, em um sistema de segurança, diferenciar o som de uma janela sendo quebrada da vibração gerada por uma máquina de lavar.

[1] Crédito da imagem:  University of Michigan and TSMC. URL: https://lab11.eecs.umich.edu/.

[2] D Blaauw. M3 – Michigan Micro-Mote. URL: http://web.eecs.umich.edu/faculty/blaauw/research/M3-Michigan-Micro-Mote.html. Acesso: 14 de fevereiro (2017).

[3] P Pannuto et al. Ultra-constrained sensor platform interfacing. Information Processing in Sensor Networks (IPSN), 2012 ACM/IEEE 11th International Conference (2012).

Como citar este artigo: Marco Túlio Chella. Computadores completos na escala de milímetro. Saense. URL: http://www.saense.com.br/2017/02/computadores-completos-na-escala-de-milimetro/. Publicado em 17 de fevereiro (2017).

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Marco Túlio Chella

Doutor em Engenharia Elétrica e da Computação. Professor da Universidade Federal de Sergipe. Escreve sobre Internet das Coisas no Saense

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