不揮発性デバイスに基づくクイックオンVLSIシステムの構成

基于非易失性器件的快速启动VLSI系统配置

• 批准号: 18650009
• 负责人: 羽生 貴弘
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18650009/
• 关键词: 情報システム; 高速プロトタイピング; 先端機能デバイス; 超並列処理; 低電力化技術; CAM; 不揮発性; ロジック回路

不揮発性ロジックに基づくクイックオン・超並列・動的再構成可能VLSIの基盤技術を確立するため,本年度は,不揮発性デバイスの1つTMR(Tunneling Magneto-Resistive)素子とMOSトランジスタの相対配置と回路のスイッチング特性について検討した.TMR素子はメモリ素子の1つであるが,その記憶状態に応じて抵抗値が変化する可変抵抗素子とみなせる.そのため,TMR素子とMOSトランジスタを直列接続した基本回路構成において,TMR素子を下側(グランド側)に配置すると,TMR素子に電流を流すとトランジスタのソース端子が電圧降下を起こすため,ゲート・ソース間電位が減少し,MOSトランジスタのスイッチングを弱めてしまう.通常,MRAMではこの影響を避けるため,TMR素子を上側(電源側)に,MOSトランジスタを下側(グランド側)にそれぞれ配置して直列接続するが,ロジック回路を構成する場合,TMR素子自体の抵抗値変化のみならず,この電圧降下によるMOSトランジスタへの影響も同時に活用することで,ON・OFF状態の抵抗差をより大きく取ることができ,高速スイッチングが可能となる.本研究の主な成果は,2007年8月開催のMWSCASに採択・発表すると共に,応用物理学会誌の解説論文(2007年12月号),2008年3月初旬の磁気学会と同年3月末の応用物理関係学会にてそれぞれ招待講演を依頼されるなど,MOSトランジスタと新機能デバイスを融合した,今後の新しい集積回路技術の1つとして国内外で評価された.

Don't swing 発 sex ロ ジ ッ ク に base づ く ク イ ッ ク オ ン, super parallel, move to constitute may VLSI の base plate technology を establish す る た め, は this year, don't swing 発 sex デ バ イ ス の 1 つ TMR (Tunneling Magneto - Resistive) subtype eumelanin と MOS ト ラ ン ジ ス タ の phase configuration seaborne と loop の ス イ ッ チ ン グ features に つ い て beg し 検 た. TMR element child は メ モ リ element child の 1 つ で あ る が, そ の memory state に 応 じ て resistance numerical が variations change す る can resist element sub - と み な せ る. そ の た め, と MOS ト TMR element ラ ン ジ ス タ を inline meet 続 し た basic circuit of に お い て, TMR element child を underside (グ ラ ン ド side) に configuration す る と, TMR element child に electric current to flow を す と ト ラ ン ジ ス タ の ソ ー ス terminal が electric 圧 lowered を up こ す た め, ゲ ー ト · ソ ー ス between potential が reduce し, MOS ト ラ ン ジ ス タ の ス イ ッ チ ン グ を weak め て し ま う. Usually, MRAM で は こ の influence を avoid け る た め, TMR element child を に (supply side), upper MOS ト ラ ン ジ ス タ を underside (グ ラ ン ド side) に そ れ ぞ れ configuration し て inline meet 続 す る が, ロ ジ ッ ク loop を constitute す る occasions, TMR, son of autologous の resistance numerical variations change の み な ら ず, こ の electric 圧 lowered に よ る MOS ト ラ ン ジ ス タ へ の も and に use す る こ と で, ON, OFF state の resistance difference を よ り big き く take る こ と が で き, high-speed ス イ ッ チ ン グ が may と な る. This study の main は な achievements, in August 2007, open to rush の MWSCAS に mining 択 · 発 table す る と に, 応 with physical society volunteers の commentary papers (December 2007), in March 2008 ChuXun の magnetic 気 learn と late march in the same year の 応 in physical department of masato learn に て そ れ ぞ れ entertaining speeches を in 頼 さ れ る な ど, MOS ト ラ ン ジ ス タ と The new function デバ スを スを integrates <s:1> た, and in the future, <s:1> new で integrated circuit technology <e:1> 1 と と て て domestic and international で evaluation 価された.

项目成果

Standby-Power-Free Logic-in-Memory Circuit Based on Ferroelectric Logic

基于铁电逻辑的待机免功耗内存逻辑电路

• 发表时间: 2007
• 作者: S. Matsunaga;T. Hanyu;H. Kimura;Y. Fujimori;M. Moriwake;and H. Takasu
• 通讯作者: and H. Takasu

MRロジックとその可能性

MR逻辑及其可能性

• 发表时间: 2008
• 作者: 羽生貴弘;松本敦;松永翔雲
• 通讯作者: 松永翔雲

TMRロジックに基づく低消費電力FPGAの構成と評価

基于TMR逻辑的低功耗FPGA的配置与评估

• 发表时间: 2007
• 期刊: 電子情報通信学会「多値論理とその応用」第二種研究会技術報告 MVL-07・1
• 作者: 渡邊康広;羽生貴弘
• 通讯作者: 羽生貴弘

TMR素子を用いたVthばらつき補正可能MOS基本回路とその応用

利用TMR元件校正Vth变化的基本MOS电路及其应用

• 发表时间: 2007
• 作者: 廣崎旭宏;三浦成友;羽生貴弘
• 通讯作者: 羽生貴弘

トンネル磁気抵抗デバイスによる論理集積回路-不揮発性が拓く次世代ロジックLSIパラダイム-

使用隧道磁阻器件的逻辑集成电路 -非易失性开创的下一代逻辑LSI范式-

• 发表时间: 2007
• 期刊: 応用物理 第76巻,第12号
• 作者: Shoji Ikeda;Jun Hayakawa;Young Min Lee;Fumihiro Matsukura;Yuzo Ohno;Takahiro Hanyu;and Hideo Ohno;羽生貴弘
• 通讯作者: 羽生貴弘