Onderzoek naar RISC-V-architecturen op flexibele technologieën

Abstract

De ontwikkeling van thin-film transistors (TFT) op flexibele substraten voor flexibele displays opende de deur naar nieuwe applicaties in deze technologie die profiteren van de lage productie- kost en het lagere gewicht, zoals bij toepassingen in het Internet-of-Things (IoT) en draagbare medische apparaten. De TFT-technologie heeft echter een beperking, namelijk de afwezigheid van een p-type halfgeleider. Dit zorgt voor uitdagingen in het ontwerp van elektronische schakelingen door de hoge lekstromen die ontstaan. RISC-V is een open-source instruction set architecture (ISA) voor microcontrollers. Deze masterproef onderzoekt de impact van verschillende imple- mentaties van deze architectuur op een flexibel indium galium zinc oxide (IGZO) substraat.

Er worden vier verschillende implementaties onderzocht: een standaard RV32I architectuur, een bestaande 1-bit seri¨ele SERV-architectuur, een aangepaste 4-bit variant daarop genaamd QERV, en een zelfontwikkelde 16-bit architectuur. Het stroomverbruik, de benodigde chipoppervlakte en de tijd die er nodig is om een testprogramma met matrixvermenigvuldigingen uit te voeren.

Uit het onderzoek blijkt dat een zelf gemaakte RV16 een verbetring van bijna 60% behaald in oppervlakte en verbruik ten opzichte van state-of-the-art. Deze resultaten tonen aan dat door het comprimeren van de bitgrootte de oppervlakte en het stroomverbruik verminderd kunnen worden.