Konzipierung und Implementierung von digitalen Sensorschnittstellen für eine Hochtemperatur-ASIC Demonstrationsplattform

Am Fachgebiet „Architekturen und Systeme“ des Instituts für Mikroelektronische Systeme werden VLSI-Architekturen für Algorithmen der digitalen Signalverarbeitung konzipiert und implementiert. Ein Forschungsschwerpunkt des Instituts liegt im Bereich der Signalverarbeitung in der Tiefbohrtechnik und den damit verbundenen besonderen Anforderungen an die Temperaturfestigkeit der integrierten Bohrkopfelektronik bei 300 °C.

Bei diesen Umgebungstemperaturen können integrierte Schaltungen basierend auf herkömmlichen Si-bulk-Technologien, wie sie derzeit in der Unterhaltungselektronik oder dem Automotive-Bereich Verwendung finden, nicht eingesetzt werden. Daher existieren für Temperaturen jenseits von 180 °C angepasste Silicon-On-Insulator (SOI) Technologien. Auf Grund der Spezialisierung für hohe Temperaturen ist die Schaltgeschwindigkeit dieser Technologien stark reduziert. Dieses macht die Konzipierung angepasster Integrierter Schaltungen erforderlich. 

Im Rahmen dieser Forschungsaktivität wurde eine Prozessorarchitektur erarbeitet, welche die Bohrkopfnavigation bei geothermischen Bohrungen unter den zuvor genannten Einschränkungen ermöglicht. Für die Überprüfung der Funktionalität wird derzeit ein Demonstrationssystem aufgebaut, welches unter anderem die zu verarbeitenden Sensordaten an den Prozessor zuführt und die Berechnungen verifiziert. Für diesen Zweck sollen in dieser Arbeit zwei alternative Schnittstellen für das Demonstrationssystem implementiert und verifiziert werden.