도쿄 공업 대학의 마츠자와 아키라 교수와 오카다 켄이치 준 교수 등의 연구 그룹은 디지털화에 의해 세계 최소 전력으로 동작하는 Bluetooth Low Energy(BLE) 무선기 개발에 성공했다.전지 교환이 장기간 불필요해 IoT 기술의 보급을 크게 가속시키는 성과다.
최근, BLE는 기존의 Bluetooth에 비해 1자리수 이상의 저소비 전력화가 가능하고, PC 주변기기나 스마트 폰을 중심으로 폭발적으로 이용이 퍼지고, 폭넓은 종류의 IoT 단말기에의 탑재도 기대되고 있다 있다.
현재의 BLE 무선기는 버튼 전지 하나로 2~5년 정도의 구동이 가능하지만, IoT 단말의 내용 연수 중에 전지 교환을 불필요하게 하려면 10년 이상의 구동을 가능하게 하는 저소비 전력화 가 요구되었다.
연구 그룹은 캐리어 재생이나 아날로그 디지털 변환을 PLL 회로에 담아 BLE 무선기의 소비 전력을 대폭 삭감.이번에 개발한 BLE 무선기의 디지털 PLL 회로는, 신형 디지털 제어 지연 회로(DTC:디지털 제어치에 의해 지연 시간이 변화하는 가변 지연 회로)에 의해, 지터(신호의 시간축상의 변동)가 낮고 광대역인 특성을 실현하여 BLE 무선기에서의 이용이 가능해졌다.
이것에 의해, 종래의 BLE 무선기의 수신에 필요한 회로 규모를 반으로 하고, 아날로그 디지털 변환기(ADC)를 불필요하게 했다.또한 ADC로서의 성능 향상을 위해 오프셋분을 귀환시킴으로써 분해능이 대폭 향상되었다.최소 배선 반피치 65nm의 실리콘 CMOS 프로세스로 시작한 BLE 무선기의 소비 전력은 송신시 2.9mW, 수신시 2.3mW가 되어 종래의 BLE 무선기의 절반 이하이다.
이번에 개발한 BLE 무선기는 메인터넌스 프리의 동작 실현에 의해, IoT 기기의 폭발적 보급에의 발걸음이 된다.또한, 특허 출원 중인 신형 DTC나 이를 이용한 디지털 PLL은 무선기 이외의 폭넓은 회로에 이용함으로써 성능 향상이나 저소비 전력화에 기여할 수 있다.
