SG.hu·
Egyre kisebb órajelgenerátorok
Minden elektronikai alkatrésznek szüksége van egy ilyen órajelgenerátorra, ahhoz, hogy szinkronban tudjanak működni az egyes részegységeik. Ahogy a számítógépben a processzorból a memóriába küldött adatokat megfelelően kell időzíteni, úgy például a mobil hálózatok adótornyainak is adott kommunikációs frekvenciákon kell működniük.
Ezekbe a rendszerekbe nemsokára újfajta órajelgenerátorok költözhetnek, amelyek amellett, hogy egy vörösvérsejtnél is kisebbek, sokkal olcsóbbak is elődeiknél. Természetesen ezek által a kész eszközök mérete is jelentősen csökkenni fog. A NIST (National Institute of Standards and Technology) által kifejlesztett új mikroórák azonban nemcsak a méreteket csökkenthetik, hanem jóval gyorsabb eszközökhöz is vezethetnek, akár mobiltelefonokban, kábelmodemekben, vagy PC-alkatrészekben.
A Motorola szakemberei máris bejelentették, hogy már idén nekiállnak fejleszteni az új megoldásra. "Próbáljuk reprodukálni az ő eredményeiket, hogy több ilyen eszközt is gyárthassunk tesztelésképpen, hogy mennyire költséghatékonyak" mondta el Nick Rizzo, a Motorola Labs munkatársa.
Mint említettük, minden elektronikai eszköznek, ahol adatátvitel van, szüksége van a szinkronizálásra, tehát egy órajelgenerátorra. Ezekben eddig egy kvarcból, kerámiából, vagy más anyagból készült oszcillátort használtak szükséges órajel generálásához. Egy általános oszcillátor azonban minimum néhány milliméter méretű, tehát rendkívül nagy a modern elektronikai alkotóelemekhez képest. Méretükből eredően ezeket a kristályokat nem lehetett eddig például a processzorokba, chipekbe beépíteni, hanem külön alkatrész formájában integrálták őket az áramköri lapra. "Ha egy alkatrészt a chipek legyártása után külön kell integrálnunk az eszközbe, az szinte mindig mindent nagyobbá tesz, és ezáltal drágábbá is" - nyilatkozta William Rippard, a NIST fizikusa.
2003-ban a Cornell Egyetemen már kifejlesztettek egy olyan oszcillátort, amelyet 100 nm-es méreténél fogva bele lehet szőni egy chip áramköreibe. Ezt néhány mágneses és nem mágneses fémréteg összeragasztásával valósították meg. Amikor elektronokat juttattak ezekre a mágneses mezejük váltakozni, fluktuálni kezdett, azonban az oszcillátoroktól eltérően nem szabályos frekvencián, hanem összevissza jeleket adtak le, mintha hanghullámok lettek volna. Ha egy oszcillátorból több különböző frekvencián érkezik jel egyszerre, az kb. olyan, mintha egy szobában egyszerre többszáz óra ketyegne össze vissza, mind más időt mutatva, ezáltal lehetetlenné válna az alkatrészek szinkronizálása.
A megfelelő felhasználhatóság érdekében Rippard és kollégái olyan miniatűr eszközt fejlesztettek ki, melynél 18000 oszcillációra jut egy tévesztés. Ez jóval magasabb, mint az az 50, amire a Cornell féle képes, és már majdnem eléri az ipar jelenlegi legjobbjait, amelyek akár 20 000-re is képesek. A Cornell féle szendvics szerű nanométeres oszcillátorral szemben a NIST csapaté egy 40 nm-es érintkezőt tartalmaz, ami egy jóval nagyobb mágneses rétegen fekszik. A nagyobb mágneses mező előnye, hogy nem befolyásolják annyira a hőmérséklet ingadozásai, amelyek a kisebb fajtákat könnyedén kibillentik a ritmusból.
A Cornellével szemben a NIST oszcillátor tehát nagyobb méretű, és ebből adódóan a 400 nm-es mágneses terük nem esik kívül még az eszköz határain, ez magyarázza a jóval megbízhatóbb teljesítményt is. A NIST órajel generátora természetesen még ezzel a mérettel is akár többszázszor kisebb, mint a mai oszcillátorok, és ennek folytán akár még jeltovábbítóként is alkalmazhatnák. Mivel az eszköz oszcillációs frekvenciája 5 és 40 GHz között állítható, szélessávú kommunikációs eszközökbe, vagy akár autók tolatóradarjaiban is alkalmazható, ráadásul még bizonyos chipek közötti vezeték nélküli kommunikációt is meg tudnának valósítani. Gondoljunk bele, érintkezők, lábak és összeköttetések nélküli chipekkel milyen kis méretűre lenne csökkenthető akár egy PC is...
Ezekbe a rendszerekbe nemsokára újfajta órajelgenerátorok költözhetnek, amelyek amellett, hogy egy vörösvérsejtnél is kisebbek, sokkal olcsóbbak is elődeiknél. Természetesen ezek által a kész eszközök mérete is jelentősen csökkenni fog. A NIST (National Institute of Standards and Technology) által kifejlesztett új mikroórák azonban nemcsak a méreteket csökkenthetik, hanem jóval gyorsabb eszközökhöz is vezethetnek, akár mobiltelefonokban, kábelmodemekben, vagy PC-alkatrészekben.
A Motorola szakemberei máris bejelentették, hogy már idén nekiállnak fejleszteni az új megoldásra. "Próbáljuk reprodukálni az ő eredményeiket, hogy több ilyen eszközt is gyárthassunk tesztelésképpen, hogy mennyire költséghatékonyak" mondta el Nick Rizzo, a Motorola Labs munkatársa.
Mint említettük, minden elektronikai eszköznek, ahol adatátvitel van, szüksége van a szinkronizálásra, tehát egy órajelgenerátorra. Ezekben eddig egy kvarcból, kerámiából, vagy más anyagból készült oszcillátort használtak szükséges órajel generálásához. Egy általános oszcillátor azonban minimum néhány milliméter méretű, tehát rendkívül nagy a modern elektronikai alkotóelemekhez képest. Méretükből eredően ezeket a kristályokat nem lehetett eddig például a processzorokba, chipekbe beépíteni, hanem külön alkatrész formájában integrálták őket az áramköri lapra. "Ha egy alkatrészt a chipek legyártása után külön kell integrálnunk az eszközbe, az szinte mindig mindent nagyobbá tesz, és ezáltal drágábbá is" - nyilatkozta William Rippard, a NIST fizikusa.
2003-ban a Cornell Egyetemen már kifejlesztettek egy olyan oszcillátort, amelyet 100 nm-es méreténél fogva bele lehet szőni egy chip áramköreibe. Ezt néhány mágneses és nem mágneses fémréteg összeragasztásával valósították meg. Amikor elektronokat juttattak ezekre a mágneses mezejük váltakozni, fluktuálni kezdett, azonban az oszcillátoroktól eltérően nem szabályos frekvencián, hanem összevissza jeleket adtak le, mintha hanghullámok lettek volna. Ha egy oszcillátorból több különböző frekvencián érkezik jel egyszerre, az kb. olyan, mintha egy szobában egyszerre többszáz óra ketyegne össze vissza, mind más időt mutatva, ezáltal lehetetlenné válna az alkatrészek szinkronizálása.
A megfelelő felhasználhatóság érdekében Rippard és kollégái olyan miniatűr eszközt fejlesztettek ki, melynél 18000 oszcillációra jut egy tévesztés. Ez jóval magasabb, mint az az 50, amire a Cornell féle képes, és már majdnem eléri az ipar jelenlegi legjobbjait, amelyek akár 20 000-re is képesek. A Cornell féle szendvics szerű nanométeres oszcillátorral szemben a NIST csapaté egy 40 nm-es érintkezőt tartalmaz, ami egy jóval nagyobb mágneses rétegen fekszik. A nagyobb mágneses mező előnye, hogy nem befolyásolják annyira a hőmérséklet ingadozásai, amelyek a kisebb fajtákat könnyedén kibillentik a ritmusból.
A Cornellével szemben a NIST oszcillátor tehát nagyobb méretű, és ebből adódóan a 400 nm-es mágneses terük nem esik kívül még az eszköz határain, ez magyarázza a jóval megbízhatóbb teljesítményt is. A NIST órajel generátora természetesen még ezzel a mérettel is akár többszázszor kisebb, mint a mai oszcillátorok, és ennek folytán akár még jeltovábbítóként is alkalmazhatnák. Mivel az eszköz oszcillációs frekvenciája 5 és 40 GHz között állítható, szélessávú kommunikációs eszközökbe, vagy akár autók tolatóradarjaiban is alkalmazható, ráadásul még bizonyos chipek közötti vezeték nélküli kommunikációt is meg tudnának valósítani. Gondoljunk bele, érintkezők, lábak és összeköttetések nélküli chipekkel milyen kis méretűre lenne csökkenthető akár egy PC is...