| Resumo : |
Aplicações biomédicas envolvendo dispositivos implantáveis exigem um baixo consumo de potência, devido às restrições impostas pelo espaço disponível - demandando baterias pequenas - e pela dificuldade de acesso, já que a troca dessas baterias normalmente requer procedimentos cirúrgicos. O uso de circuitos analógicos com esse fim já vem sendo explorado, porém são poucas as pesquisas neste sentido envolvendo a lógica fuzzy tipo-2. Dado o potencial de melhor desempenho, menor área utilizada de circuito integrado e, principalmente, menor consumo de potência, desenvolveu-se um circuito fuzzificador analógico para utilização em um controlador baseado em lógica fuzzy tipo-2 intervalar. A arquitetura do circuito desenvolvido baseia-se em espelhos deslocadores de corrente para a geração da mancha de incerteza - característica de um conjunto fuzzy tipo-2 intervalar - controlada por uma entrada de tensão, permitindo variações na largura ao redor da inclinação média. Esta característica permite ao circuito a criação simultânea das funções de pertinência superior e inferior, ou seja, ao contrário dos fuzzificadores existentes na literatura, este não depende de circuitos geradores de função de pertinência do tipo-1, mostrando-se um circuito intrinsecamente tipo-2. O circuito opera em modo corrente e permite a criação de funções nas formas trapezoidal, triangular, S e Z. A inclinação é controlada digitalmente, enquanto a forma e a posição são definidas por entradas de corrente. O circuito foi projetado utilizando a tecnologia CMOS TSMC 0,18µm e simulado utilizando o software Cadence Virtuoso. O layout foi desenvolvido utilizando o mesmo software e, após validação por meio dos testes de DRC, LVS, antenna check e das simulações pós-layout (após extração de resistências e capacitâncias parasitas), o fuzzificador foi fabricado em cooperação com a IMEC como parte do programa "Free Mini-ASIC Program para Universidades Brasileiras". Esta é uma rodada MPW ("Multi-project wafer") que faz parte do programa mini@sic da Europractice-IC e ocorreu em 23/03/16. Os testes em bancada confirmaram a capacidade de se criar diferentes formas em diferentes posições bem como de variar o tamanho da mancha de incerteza, demostrando as funcionalidades para as quais o circuito foi desenvolvido, bem como a robustez do mesmo a eventuais distorções PVT. A área ocupada pelo circuito é de 0,0013mm2 e a potência média consumida - operando com tensão de alimentação de 1,2V - é de 72,56 µW, o que representa somente 12,7% da potência do fuzzificador de menor consumo relatado na literatura. |