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门控东芝模式东芝开发出无线LAN基带处理LSI

东芝开发出了用于IEEE802.11a/b/g/n的无线LAN基带处理LSI。其特点是,待机(深度睡眠模式)时的功耗比原技术减小99%,降至 7μW。这是通过使电源常开电路最小化以及利用电源门控(Power Gating)、厚栅极氧化膜晶体管等实现的。该LSI适合于SISO(单输入单输出)用途,而非采用多根天线来提高传输速度的MIMO(多输入多输出)用途。这是在2011年4月20日~22日举行的“COOL chips XIV”处理器学会上发布的。

  该LSI采用90nm工艺CMOS技术制造。电路规模为220万门,SRAM容量为3.4Mbit。耗电量在正常工作时为80mW,等待信号时为10mW,深度睡眠模式时为7μW。

  利用11n的SISO模式

  在无线LAN通信中,由于大部分电路都处于空闲状态,如何削减空闲时的耗电量至关重要。因此,东芝通过利用电源门控、门控I/O以及厚栅极氧化膜晶体管等降低了漏电流。

  不过,仅凭这些常用的低功耗化技术效果有限,为此东芝通过采用高吞吐量通信技术,尽量在最短的时间内完成所需的通信,从而延长了空闲状态。具体采用了11n的SISO模式。

  11n通过将OFDM的副载波由11a/g的48个增至52个,并减小保护间隔(Guard Interval)从而提高了通信速度。采用11n的SISO模式时,利用一根天线即可获得72Mbit/秒的吞吐量,速度大幅高于11a/g的 54Mbit/秒。东芝通过缩减通信时间和增加空闲时间,将平均耗电量由原来的36mW降至0.28mW。另外,在MAC层还采用了集成有多个数据帧(Data Frame)、将ACK汇总在一起的“A-MPDU(aggregated MAC protocol data unit)”、“Block Acknowledgement”等技术提高了通信效率。

  另外,虽然采用11n的MIMO模式可以比SISO模式更进一步提高吞吐量,不过需要多根天线,电路也会变得复杂,随之会增加耗电量。所以此次没有采用MIMO模式。

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