Wake-up-Chip verlängert Batterielebensdauer

12. November 2019, 12:00 Uhr
Wake-up-Chip im Chip-Stack links neben dem Cent senkt den Energieverbrauch. Bild: David Baillot/UCSD.
Wake-up-Chip im Chip-Stack links neben dem Cent senkt den Energieverbrauch. Bild: David Baillot/UCSD.
Ein neuer, energiesparender Chip aus den Labors der UCSD (University of California San Diego) schont Batterien von IoT-Anwendungen und Mobilgeräten erheblich oder kann sie gar überflüssig machen. Das damit bestückte Gerät wird nämlich nur dann geweckt, wenn es kommunizieren und seine Funktion erfüllen muss – ansonsten bleibt es inaktiv.
 
Die Technologie eignet sich besonders für Anwendungen, die nicht immer Daten übertragen müssen, wie z.B. etwa IoT-Geräte oder tragbare Gesundheitsmonitore, die nur einige Male pro Tag Messungen durchführen. Diese Geräte wissen allerdings nicht genau, wann sie sich in ein Netzwerk einloggen sollen. Daherwachen sie regelmäßig auf, auch wenn es nichts zu kommunizieren gibt, und verbrauchen dabei unnütz Energie. Mit einem speziellen Wake-up-Chip konnten die Forscher die Akkulaufzeit kleiner IoT-Geräte von Monaten auf Jahre erhöhen.

 
Nahaufnahme des Chip-Stacks. Bild: David Baillot/UCSD.

Wake-up-Chip

Das Forscher-Team der UCSD veröffentlichte ihre Ergebnisse unter dem Titel „A 22.3 nW, 4.55 cm2 Temperature-Robust Wake-up Receiver Achieving a Sensitivity of -69.5 dBm at 9 GHz" im IEEE Journal of Solid State Circuits. Der Wake-up-Receiver ist ein extrem energiesparender Chip, der kontinuierlich nach einem bestimmten Funksignal (der Weck-Signatur) Ausschau hält, das ihm sagt, wann er das Hauptgerät aufwecken soll. Hierzu benötigt er nur 22,3 nW!

Die Wake-up-Signale operieren bei 9 GHz, was in den Bereichen Satellitenkommunikation, Flugsicherung und der Erfassung Fahrzeuggeschwindigkeiten liegt. Dadurch passen Antenne und andere Off-Chip-Komponenten in ein sehr kleines Gehäuse. Außerdem ist er im Bereich von -10 bis 40 °C temperaturstabil. Gerade für den Einsatz im Freien muss eine Lösung in einem großen Temperaturbereich funktionieren.
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