Elektroniske kretser som krever mindre energi

Kanskje kan det lages elektroniske kretser som benytter langt mindre energi enn de fleste, eventuelt alle andre kjente sammenlignbare metoder. Det skriver cand.scient. Snorre Aunet (37) fra Levanger i doktoravhandlingen sin ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet NTNU.

Han har beskrevet en ny type sanntids rekonfigurerbare 2-transistor byggeblokker i CMOS-teknologi ved hjelp av teori, datamaskinsimuleringer og laboratoriemålinger. «Sanntids rekonfigurerbar» vil si at byggeblokkene er universelle i den forstand at de kan erstatte en rekke logiske funksjoner man ellers benytter dedikerte kretselementer for.

Funksjonaliteten kan dessuten endres fortløpende, om ønskelig. UV-lys benyttes i denne sammenhengen til å bestråle en mikroelektronisk brikke ("chip"), for å kontrollere de effektive terskelspenningene hos "floating-gate"-transistorene, og dermed strømnivået hos disse.

Ved å benytte flere innganger til hver enkelt transistor kan antall transistorer og ledninger på en chip reduseres vesentlig. Såkalt UV-programmerbar floating-gate-teknikk tillater forsyningsspenninger ned i området 0.2 - 0.8 V. Slik reduksjon av forsyningsspenning fra standard 3.3 V er et kraftig virkemiddel for energibesparelse.

Dersom større systemer basert på slike byggeblokker realiseres, kan energien som benyttes per regneoperasjon sammenliknet med konvensjonell bruk av samme basisteknologi for digitale regneoperasjoner sannsynligvis kunne reduseres tusenvis av ganger. De nye kretselementene er også matematisk sett ekvivalente med lineære threshold-elementer som er basis byggeblokker i syntetiske nevrale nett; disse etterligner virkemåten hos biologiske nerveceller / nevroner.

Avhandlingen har tittelen «Real-time reconfigurable devices implemented in UV-light programmable floating-gate CMOS / Sanntids rekonfigurerbare kretser implementert i UV-lys programmerbar floating-gate CMOS teknologi». Arbeidet er utført ved Institutt for fysikalsk elektronikk, NTNU, med professor Trond Sæther som hovedveileder og professor Yngvar Berg, Universitetet i Oslo, som medveileder. I samarbeid med ansatte ved NTNU og Universitetet i Oslo er deler av Aunets arbeid publisert internasjonalt. Arbeidet er finansiert av Norges forskningsråd og prosjektet Telecom 2005.

Snorre Aunet er cand.scient. i informatikk (1993) fra Universitetet i Oslo og har disputert for for graden dr.ing. Han er ansatt som universitetslektor ved Institutt for datateknikk og informasjonsvitenskap, NTNU.