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Fiche concise Thèses
Architecture study and design of mixed circuits using asynchronous logic: Application to very low power consumption and contactless systems
Caucheteux D.
Thèses. Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG (06/12/2005), RENAUDIN M. (Dir.)
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D. Caucheteux1
1 :  TIMA - Techniques of Informatics and Microelectronics for integrated systems Architecture
http://tima.imag.fr/
CNRS : UMR5159 – Université Joseph Fourier - Grenoble I – Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)
46 Av Félix Viallet 38031 GRENOBLE CEDEX 1
France
Architecture study and design of mixed circuits using asynchronous logic: Application to very low power consumption and contactless systems
Architecture study and design of mixed circuits using asynchronous logic: Application to very low power consumption and contactless systems
06/12/2005
Les systèmes inductifs sans contact télé-alimentés à hautes performances, tels que les systèmes subcutanés ou de cryptographie, souffrent d'une forte consommation des circuits numériques et de faibles distances de communication. L'utilisation de circuits numériques asynchrone a déjà prouvé les bénéfices de ce type de conception : un gain en consommation et une forte robustesse aux variations de la tension d'alimentation. Le but de cette étude est de tirer au maximum profit de ces propriétés en développant une nouvelle classe de systèmes inductifs sans contact et télé-alimentés dédiés à un fonctionnement asynchrone. Pour cela, ces circuits sont utilisés en adéquation avec une communication asynchrone par évènements à travers le lien inductif. Cette nouvelle classe de systèmes inductifs télé-alimentés complètement asynchrones utilise des communications par évènements à débit dynamiquement variable et des étiquettes dites autoadaptatives au débit des données. Ces communications à travers le lien inductif utilisent la modulation de phase associée à un code cyclique asynchrone. La souplesse générée par ce nouveau principe de communication autorise des communications à hauts débits tout en offrant une adaptation dynamique aux conditions environnementales. Ainsi, le débit de la communication peut être réduit pour offrir des distances de communication plus importantes ou pour réduire la consommation de l'étiquette. Un prototype de ce type d'étiquette, réalisé sur une technologie CMOS 0.13 um à 6 niveaux de métaux, a montré la faisabilité de la démodulation des communications à débit quelconque inférieur ou égal à 1.02 Mbps pour une consommation globale inférieure à 120 uW.
High performance inductively powered contactless systems, as under skin or cryptography systems, suffer from digital circuit high power consumption and low communication distances. The used of asynchronous logic has already proved benefits of this type of design: lower power consumption and high supply voltage variations robustness. The goal of this study is to take fully advantages of these properties developing a new class of inductively powered contactless systems dedicated to asynchronous operations. To reach this, those circuits are used in adequacy with event based communications through the inductive link.
This new class of fully asynchronous inductively powered systems is using event based communications, with dynamically variable data rates, and self-adaptive to data rate tags. Those communications through the inductive link are implemented using a phase modulation and an asynchronous cyclic code. The flexibility brought by this new communication scheme allows high data rate transmissions and a dynamically adaptation to environmental conditions. Thus, communication data rate can be reduced to improve communication distances or to reduce power consumption on tag. A prototype of this new tag class, implemented on a standard CMOS 0.13 um process, with 6 metal layers, has shown that any communication, up to 1.02 Mbps, is successfully demodulated with a global power consumption on tag below 120 uW
Sciences de l'ingénieur/Micro et nanotechnologies/Microélectronique

Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG
Electronique, Electrotechnique, Automatique, Télécommunications, Signal
micro et nano électronique
http://tima.imag.fr/publications/files/th/asd_222.pdf
Français

RENAUDIN M.

conception circuits asynchrones
design of asynchronous circuits and systems – low power design
ISBN 2-84813-080-6