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Microelectrônica

De nivel internacional

Un grupo de investigadores de tres universidades lleva adelante un proyecto de circuitos integrados de alta complejidad

ufpeUn grupo de investigación integrado por cuatro docentes y 23 alumnos de grado y de maestría de tres universidades nacionales llevó adelante el proyecto y armó exitosamente tres circuitos integrados de alta complejidad que ya son ampliamente difundidos en el mundo de la electrónica como piezas claves en la composición de varios sistemas utilizados en la área de multimedia y televisión digital. Los chips son un procesador 8051, un decodificador MP3 y un   decodificador MPEG4. La elaboración de todos ellos siguió estándares internacionales de calidad. Si bien estas tecnologías no constituyen una novedad – Intel, por ejemplo, fabrica desde comienzos de los años 1980 el procesador 8051 -, este trabajo reviste importancia porque contribuye a la formación de recursos humanos que podrán integrar futuras empresas de fabricación de chips en Brasil. Hasta el momento, solamente la estadounidense Freescale, con sede en Jaguariúna, interior paulista, desarrolla proyectos de circuitos integrados con complejidad similar en el país.

Un circuito integrado es tanto más complejo cuanto mayor es la cantidad de transistores que posee – cuanto mayor es esa cantidad, más complejo es. El procesador 8051, por ejemplo, tiene 187 mil transistores, mientras que el decodificador MP3 tiene 308 mil transistores y el MPEG4, 430 mil transistores. “Logramos desarrollar esos circuitos en el marco de una asociación entre la Universidad Federal de Pernambuco (UFPE), el Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Federal de Campina Grande (UFCG) y el Instituto de Computación de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp)”, comenta la ingeniera Edna Barros, coordinadora de la carrera de ingeniería de la computación del Centro de Informática de la UFPE.

Una innovación importante del trabajo de los investigadores es la implementación de los circuitos en módulos que permiten la incorporación a sistemas mayores, incluso aquellos que puedan integrarse en un único chip. Como ellos usaron técnicas modernas de proyecto, los módulos pueden integrarse en un único chip. “Esto abre una gran perspectiva para agregarles valor a los módulos y viabilizar su utilización en el desarrollo de productos electrónicos más eficientes, de menor costo y con mayor calidad”, dice la investigadora de la universidad pernambucana.

ufpeLos circuitos proyectados se emplean actualmente en diversos aparatos de electrónica de consumo y en el área de automación industrial en todo el mundo. El decodificador MP3 está presente en aparatos celulares y en la mayoría de los equipos de música con el formato de archivo en MP3, mientras que el decodificador MPEG4 es muy usado en máquinas fotográficas, cámaras de vídeo y teléfonos celulares. Una versión ampliada de ese circuito forma parte de todo sintonizador de televisión digital fabricado en Brasil. El procesador 8051, a su vez, es uno de los más usados en las empresas que fabrican máquinas y equipamientos volcados a la automación industrial.

Los circuitos del grupo funcionaron la primera vez que fueron probados. “La calidad del proyecto y también el nivel de la metodología utilizada quedaron así demostrados. La obtención de la tasa de 100% de situaciones en que los circuitos funcionaron bien la primera vez es fundamental en la área de microelectrónica, porque el costo de un error es muy alto, tanto económicamente como en lo que hace a credibilidad y tiempo”, comenta Edna Barros.

El desarrollo de los tres chips forma parte del proyecto Brazil-IP, financiado por el Ministerio de Ciencia y Tecnología (MCT) y administrado por el Centro de Informática de la UFPE. El Brazil-IP empezó en 2003 con Edna y los profesores Guido Araújo (Unicamp) y Elmar Melcher (UFCG). La finalidad de dicho programa, en el cual toman parte 16 universidades, es, además de formar recursos humanos para proyectar circuitos integrados, crear una base para el área de diseño de módulos que puedan actuar en otros chips y obtengan propiedad intelectual. Las instituciones participantes del Brazil-IP, actualmente presupuestado en 3 millones de reales, reciben equipamientos, licencias de software y becas para alumnos de grado y posgrado. Los recursos también se emplean en la capacitación de docentes y alumnos y en viajes de intercambio.

ufpeLicencia universitaria
El principal foco del proyecto encabezado por la UFPE, la Unicamp y la UFCG son los alumnos de grado de las carreras de ingeniería electrónica, ingeniería de la computación y ciencia de la computación. Aunque hayan sido proyectados en Brasil, fueron fabricados en Austria, porque ni las instituciones de investigación implicadas ni las empresas instaladas en el país cuentan con la estructura necesaria para producción de esos chips. Según Edna Barros, esta situación está con sus días contados porque, probablemente a partir de 2010, el país deberá al fin contar con la infraestructura para la producción de un tipo de circuitos integrados en el Centro de Excelencia en Tecnología Electrónica Avanzada (Ceitec), ubicado en Porto Alegre, en Río Grande do Sul (lea en Pesquisa FAPESP nº 137), y que, en al final de julio, fue transformado en Centro Nacional de Tecnología Electrónica Avanzada (Ceitec S.A.), una empresa pública vinculada al MCT. “La fase de proyecto, sin embargo, es la principal actividad de desarrollo del chip. En promedio, el 60% de su precio corresponde al valor del proyecto”, dice Edna, que también es la coordinadora del Brazil-IP. Ella explica también que los circuitos desarrollados se proyectaron usando licencias universitarias. Por eso solamente pueden usarse para uso académico en instituciones brasileñas.

Planificado inicialmente para tener cuatro años de duración, el proyecto comenzó en 2003 y los chips fueron enviados para fabricación en mayo de 2006. En los dos años siguientes, los docentes y los alumnos implicados en la investigación hicieron la implantación de los circuitos como chips. “Nuestro próximo desafío es transferir esa metodología de proyecto a otras instituciones de enseñanza”, comenta Edna Barros. “Tenemos un déficit enorme de profesionales en la área y la experiencia ha revelado que cuanto más temprano el alumno tenga contacto con el sector de microelectrónica, más fácilmente tendrá interés en actuar en el área y será un profesional más capacitado.”

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