バッテリー動作で持ち運びが可能な生体信号計測システム：福田昭のデバイス通信 ISSCC 2016プレビュー（10）（1/2 ページ）

10回にわたりお届けしてきた「ISSCC 2016」プレビュー。最終回となる今回は、セッション27と28のおすすめ講演を紹介する。セッション28の主要テーマは医療エレクトロニクスだ。バッテリーで動作し、持ち運びが可能な生体信号計測システムなどが発表される。

[福田昭，EE Times Japan]

ハイブリッド方式でデータ変換の電力効率を向上

　前回に続き、ISSCC 2016の技術講演プレビューをお届けする。技術講演の最終日である、2016年2月3日（水曜日）の午後に発表予定のセッションから、注目の講演をご紹介しよう。今回は、セッション27とセッション28の主な講演をご説明する。

2月3日（水）午後の講演セッション一覧。今回はセッション27とセッション28の主な講演をご紹介する（クリックで拡大）

　セッション27のメインテーマは「データ・コンバータ」、サブテーマは「ハイブリッドとナイキストのデータ・コンバータ」である。サブテーマにあるように、2つの変換アーキテクチャを組み合わせたハイブリッド方式のデータ・コンバータの発表が今回は目立つ。

　MediaTekは、オーバーサンプリング（ΔΣ）方式と逐次比較（SAR）方式を組み合わせたハイブリッド方式の高性能A-D変換器を開発した（講演番号27.2）。SNDR（Signal-to-Noise and Distortion Ratio）は帯域1kHzのときに101dB、帯域4kHzのときに96.1dB（有効ビット数換算で15.6ビット）と高い。内部D-A変換器に対する非整合誤差整形回路を考案、導入することで、高い線形性を得た。SFDR（Spurious Free Dynamic Range）は105dBとこれも高い。帯域が4kHzのときに消費電力は15.7μWと極めて低い。製造技術は55nmのCMOSである。

　Marvellは、シリコン面積が0.076mm²と小さな12ビットA-D変換器を発表する（講演番号27.8）。サンプル速度は600Mサンプル/秒。サブレンジング逐次比較（SAR）方式とΔΣ方式を組み合わせた4チャンネル・インタリーブのハイブリッドの変換アーキテクチャを採用した。SNDRは60.7dB（有効ビット数換算で9.8ビット）。消費電力は26mWとかなり低い。製造技術は28nmのCMOS。

　ハイブリッド方式以外では、Maxim Integrated Productsが4Gサンプル/秒と高速のA-D変換器を発表する（講演番号27.5）。時間インタリーブの逐次比較方式を採用した。入力周波数帯域は4GHzと広い。製造技術は65nmのCMOSである。またBroadcomも、4Gサンプル/秒と高速の13ビットA-D変換器を報告する（講演番号27.6）。製造技術は16nmのCMOSである。

セッション27で発表予定のコンバータのアーキテクチャと概要。2015年11月16日に東京で開催されたISSCC記者会見の資料から（クリックで拡大）

ISSCCとVLSIシンポジウムで発表されたコンバータの電力効率。色付きの四角形はISSCC2016で発表予定のコンバータ（セッション15とセッション27）。菱形のプロットはハイブリッド方式。2015年11月16日に東京で開催されたISSCC記者会見の資料から（クリックで拡大）