Je leest:

Zuinige kameleonchip als totaaloplossing

Zuinige kameleonchip als totaaloplossing

Auteur: | 15 januari 2006

“Hoe ik het nou precies moest gaan doen zag ik niet voor me toen ik begon”, wil dr.ir. Paul Heysters nu wel bekennen. Het computerchiponderdeel waar de promovendus van de Universiteit Twente aan zou gaan werken was nog alleen een visie. Inmiddels is Heysters er niet alleen op gepromoveerd, maar is hij met het ontwerp, ‘Montium’ genaamd, ook een bedrijf begonnen, dat zijn

eerste deal al gesloten heeft.

Montium is de Latijnse naam voor een kameleonsoort, en staat voor een chiponderdeel dat razendsnel van identiteit kan veranderen, van bijvoorbeeld een decoder voor videobeelden naar ontvanger van gsm-signalen of audio-data. “Het is eigenlijk een herprogrammeerbaar standaard bouwblok voor chips”, legt Heysters uit. Fabrikanten van mobiele telefoons, digitale radio’s en andere elektronica kunnen meerdere van zulke onderdelen op één chip combineren om hun ideale chip samen te stellen.

Zo’n flexibel indeelbare chip biedt een uitkomst voor een steeds klemmender dilemma voor fabrikanten van elektronica, zegt Heysters. “Aan de ene kant heb je generieke processors zoals de Pentium in een pc”, legt hij uit. Die kunnen in principe alle rekentaken aan, maar ze gebruiken veel energie, worden warm en moeten gekoeld worden. “En voor zware signaalverwerkingstaken hebben ze toch te weinig rekenkracht.”

Aan de andere kant heb je ASICs (Application Specific Integrated Circuits), op maat gemaakte chips voor bepaalde toepassingen als mobiele telefoons. Die zijn wel zuinig en snel, “maar ze worden steeds moeilijker en duurder om te maken”, zegt Heysters. De details worden steeds kleiner, de schakelingen steeds omvangrijkeren complexer. De kosten van ontwerpen, fabriceren en testen van ASICs van de volgende generatie komt op minstens vier miljoen dollar per stuk. “Dat is dus alleen geschikt voor producten waarvan je grotevolumes kunt verkopen”, rekent Heysters voor.

Het promotieonderzoek van Paul Heysters is gefinancierd binnen het programma PROGRESS, PROGram for Research on Embedded Systems & Software.PROGRESS is een programma van Technologiestichting STW samen met de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO), het Ministerie van Economische Zaken (EZ) en de industrie. Inmiddels heeft Heysters ook een Valorisation Grant gekregen om een haalbaarheidsstudie te doen naar de technologische en commerciële haalbaarheid van zijn verdere plannen met de chip. Foto: Ivar Pel

Goedkoper, sneller en zuiniger

Door gebruik te maken van kant-en-klare, al geteste bouwblokken worden chips een stuk goedkoper. Een chip waarin de Montium wordt toegepast is niet alleen sneller te ontwikkelen, maar kan ook verschillende specifieke chips vervangen. Het is goed denkbaar dat de chip tijdens het gebruik omgeprogrammeerd wordt voor andere taken. “Bijvoorbeeld als je met je mobiele telefoon van Europa naar de VS gaat, waar een ander mobiel zendprotocol geldt.” Bovendien is ook het energiegebruik een stuk lager. De herconfigureerbare Montiums zijn immers precies op hun taak afgestemd, als ze even iets doen kun je gewoon uitschakelen.

Heysters begon zijn onderzoek samen met twee collega’s in een nieuw project. “Er was nog niets om op voort te bouwen, en we kwamen er al snel achter dat we eerst veel langs elkaar heen praatten. Pas na een jaar was er een soort consensus over de doelen, en kon je beginnen met zwemmen, dingen die je bedacht had uitproberen, ideetjes opstellen. Gericht ontwerpen kwam weer later.”

Langzamerhand kristalliseerde het ontwerp van de Montium uit, en de laatste testen en het proefschrift wist Heysters keurig in het vierde jaar af te ronden. Toen bleek de oorspronkelijke visie toch grotendeels uitgekomen. Heysters: “Laatst las ik eens mijn eerste paper, geschreven na drie maanden, en toen bleek dat daar eigenlijk al heel veel van de ideeën inzaten die later uitgewerkt zijn. Blijkbaar had ik toen toch meer focus dan ik later dacht.”

Omwegen in het ontwerpproces zijn overigens onontkoombaar, merkte de onderzoeker. “Je doet het nooit de eerste keer helemaal goed en moet altijd een paar keer opnieuw beginnen. Gek is dat je de dingen dan altijd vereenvoudigt, en dat je achteraf denkt: waarom ben ik zo ingewikkeld begonnen? Blijkbaar moet dat.”

Voor buitenstaanders misschien opmerkelijk was het feit dat de Montium al die vier jaar virtueel is gebleven, en getest werd met hulp van computersimulaties. Maar de kosten van het maken van een chip gaan het budget van een promotieproject ver te boven, en bovendien werken simulaties prima.

Foto: Ivar Pel

Marktrijp

Heysters en twee collega’s van de in de loop der jaren flink gegroeide onderzoeksgroep geloofden inmiddels dermate in de toekomst van de kameleontische chip om er mee de markt op te gaan. Heysters werkt vanaf januari full time bij de spin-off Recore Systems, een woordspeling op reconfigurable, reuse, en core, een jargonwoord voor een chipbouwblok.Het bedrijf gaat zelf geen chips maken, maar verdient geld aan licenties en royalties. Heysters: “Een koper kan onze processors zelf op een chip zetten. We verkopen ook de software die nodig is om programma’s te ontwikkelen erbij, plus een hele bibliotheek van standaardtoepassingen, zodat je de processors meteen kunt gebruiken. Onze kracht is het bieden van een totaaloplossing.”

Naast mobiele toepassingen als telefoons, is de chip ook bruikbaar in andere consumentenelektronica, computernetwerken, en bijvoorbeeld auto’s. “In een moderne auto zit zoveel elektronica, van cd-spelers tot satellietnavigatie”, zegt Heysters. Niet alleen zijn daar langzamerhand extra accu’s voor nodig, maar ook is de warmte van al die elektronica maar moeilijk af te voeren. Een beetje zuinigheid zou daar dus wel op zijn plaats zijn.

Zijn eerste contract heeft Recore al gesloten, met een Amerikaans chipfabricagebedrijf, dat de chips wil gaan gebruiken voor digitale radio, een verwachte killer application. Het zal leiden tot de eerste niet-virtuele incarnatie van de Montium, kondigt Heysters aan: “Binnen een jaar is er een prototype.”

De artikelen in de brochure Technologisch Toptalent 2005 werden geschreven door wetenschapsjournalist Bruno van Wayenburg.

Dit artikel is een publicatie van Technologiestichting STW.
© Technologiestichting STW, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 15 januari 2006

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.