El chip KL02, un microordenador de dos milímetros cuadrados, supone el primer paso tecnológico hacia el Internet de las cosas.
Uno de los retos actuales es conseguir que Internet llegue a casi cualquier parte para mejorar los problemas de accesibilidad a la red en muchos lugares del planeta, pero siempre se plantea pensando en la macroescala de las grandes distancias. Y, ¿qué ocurre con el Internet de la cosas en la escala nanométrica? Para que Internet llegue realmente a cualquier lugar por pequeño que sea, es decir, desde las píldoras que ingerimos hasta los relojes de pulsera o gafas de sol que utilizamos habitualmente, es necesario crear microordenadores de apenas unos milímetros cuadrados para poder llevar la computación a la escala de lo diminuto y hacer que el Internet de las cosas sea una realidad.
Esta idea ha sido materializada por la empresa Freescale mediante el microcontrolador KL02, un ordenador inalámbrico ingerible equipado con un procesador, memoria, memoria RAM y otros microcomponentes. El chip KL02 de apenas dos milímetros cuadrados contiene casi todos los componentes de un ordenador a pleno funcionamiento gracias a los avances en nanotecnología.
La idea de crear un chip para llevar la computación a la nanoescala surgió a partir de la petición de un cliente de Freescale para diseñar un dispositivo inalámbrico suficientemente pequeño como para ser fácilmente ingerido, y suficientemente económico para ser digerible. Como respuesta a estas premisas surge el chip KL02 desarrollado por los ingenieros de Freescale, con la vista puesta a su comercialización a gran escala. De hecho, la empresa se ha embarcado en un proyecto de I+D para crear microordenadores mucho más pequeños que incorporen, además, sensores y conexiones de datos inalámbricas.
Para Kaivan Karimi, director de estrategia global para microcontroladores en Freescale: “El Internet de las cosas es lo último en cuanto a servicios, pero la tecnología en la que estos servicios se basa está estrechamente relacionada con el procesamiento y los sensores”. Sin embargo, para garantizar el éxito del Internet de las cosas es necesario reducir el tamaño de estas tecnologías a la escala nanométrica, optimizar y reducir el consumo de energía de los procesadores y lo más importante, reducir los costes de fabricación para que el proyecto sea viable económicamente.
La estrategia seguida por los ingenieros de Freescale fue apostar por la integración de componentes como procesadores, memoria, sensores, radios y antenas un mismo chip, prescindiendo de la placa de circuito y reduciendo considerablemente el tamaño del dispositivo. Pero la heterogeneidad de cada uno de los componentes y el propio ruido electrónico de cada uno de ellos, podría interferir en el funcionamiento del resto de componentes y restar rendimiento al dispositivo.
Según afirma Karimi, estos problemas de interferencias entre componentes en la versión definitiva miniaturizada era sólo una cuestión de envasado y no un problema relacionado con la ley de Moore. La solución requería una tecnología de envasado distinta a la actual, por lo que los ingenieros de Freescale desarrollaron un sistema de nanojaulas de Faraday alrededor de la memoria para bloquear la influencia del ruido electrónico sobre el resto de componentes y apostar por una nueva tecnología de envasado conocida como envasado de chips redistributivo o RCP, desarrollada en gran parte por la empresa.
Aunque parte de esta tecnología de envasado ha sido utilizada anteriormente en dispositivos de sistemas de defensa que requerían electrónica muy compacta y resistente a las condiciones extremas de presión y calor, la RCP permite apilar también componentes y chips como en el caso del chip KL02. De hecho, ya se está investigando el uso de la RCP para la compilación de antenas y circuitos de radio en chips, así como futuras aplicaciones de esta tecnología a los ámbitos de consumo y la industria.
Para Prabal Dutta, profesor asistente en la Universidad de Michigan, la tecnología de encasado de chips de la RCP es un paso hacia el diseño del polvo inteligente, en referencia a la idea del uso de microscópicos sensores para la recopilación de datos diversos dispersados como si de polvo se tratara, aunque Dutta es consciente de que el envasado por sí solo no resuelve el problema de la eficiencia y consumo de estos diminutos ordenadores multifuncionales. Evidentemente, a medida que el tamaño del dispositivo se reduce, también lo hace la capacidad de su batería de alimentación. De hecho, el profesor Prabal Dutta está desarrollando un proyecto sobre esta problemática concreta, con el diseño de sensores equipados con radio de solo un milímetro cúbico de tamaño.
Freescale comenzará a comercializar el chip KL02 junto con algunos microcontroladores como Zigbee o el Bluetooth inalámbrico de bajo consumo integrado, a finales de 2013. La empresa afirma que añadirá conectividad inalámbrica WiFi a sus chips compactos mediante la adición del interior de un chip de radio a los diseños actuales. Mientras tanto, los ingenieros de la compañía siguen trabajando en el perfeccionamiento de la tecnología de envasado de chips redistributivo o RCP y otros componentes para poder fabricar nanoordenadores con un menor consumo de energía.
Imágenes| vía Freescale
