Calibrage dynamique des canaux sur une puce à ADN sans cristal

Résumé

L'intégration sur une seule puce d'un nœud de capteurs sans fil permettrait de créer des dispositifs bon marché, de faible puissance et de la taille d'une poussière. La clé pour réaliser cette vision est d'éliminer les références de fréquence hors puce encombrantes telles que les oscillateurs à cristal ou les résonateurs, ainsi que les circuits gourmands en énergie qui leur sont associés. Le défi immédiat de l'élimination des références hors puce est qu'il n'y a pas de références de fréquence précises sur la puce, ce qui rend difficile l'accord de la radio sur la bonne fréquence et le maintien d'une notion de temps précise. Cet article propose une solution complète pour les dispositifs sans cristal, qui comprend (1) l'initiation de la communication dans un réseau IEEE802.15.4, (2) la synthèse des 16 canaux de communication à la température de démarrage, et (3) l'application continue de corrections à la source de synchronisation imprécise pour permettre de conserver la synchronisation de la fréquence sur tous les canaux de communication sur une plage de température de 5-55°C. Les méthodes proposées sont accompagnées de simulations et d'une validation expérimentale sur la première mise en œuvre matérielle entièrement fonctionnelle d'un micro-mote à puce unique. Nos simulations et nos résultats expérimentaux valident que l'approche proposée permet d'atteindre une précision de synchronisation de l'horloge radio proche de la limite de 40 ppm imposée par la norme IEEE802.15.4.