IEEE GCCE 2021 論文発表 — SpO2連続モニタリングに適用可能な高効率プロセッサ

弘前大学とウーノラボはIEEE GCCE 2021（2021 IEEE 第10回グローバル・コンシューマ・エレクトロニクス国際会議）にて共同研究の成果を発表いたしました。1ステージ RISC-Vプロセッサ（RV32IM）が超低消費電力でSpO2連続モニタリングに十分な性能を発揮することを実証しました。本研究は、充電式単三電池1本でSpO2を2日以上連続モニタリングできるという実証結果の基盤となっています。

IEEE GCCE 2021: https://ieeexplore.ieee.org/document/9621795

【検証結果】
Xilinx®Artix®-7 100T FPGAに１ステージ RISC-V プロセッサ（RV32IM）を実装
Dhrystone ベンチマークテストにおける消費電力量（J）は、Xilinx®Micro Blaze™（5段パイプライン）の6.4％となることを実証

※本検証結果はCPUレジスタをFFで構成したものによりますが、2024年現在ではCPUレジスタをBRAMで構成し、電力効率はさらに向上しています。（2024年追記）

【Dhrystone ベンチマーク（version 2.2）512,000回実行における消費電力量測定結果】
・Arty-A7 100T development board 使用
・動作周波数：25MHz
・１ステージ ： 実行時間 8.3（秒）　　消費電力量 0.224（J）
・ Micro Blaze ： 実行時間 32（秒）　　消費電力量 3.488（J）

※上記１ステージ RISC-V プロセッサの実用性を示すためにパルスオキシメーターに適用し、充電式単三電池１個で２日間以上SpO2の連続モニタリングが可能であることを実証