特性ばらつきの自律補償技術とそれを活用したＬＳＩの低消費電力化手法に関する研究

特性变化自主补偿技术及利用该技术降低LSI功耗的方法研究

基本信息

批准号：
13J06432
负责人：
イスラムマーフズル
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、LSIの特性ばらつきをオンチップで診断し、自律的にそのばらつきを補償する技術を確立することである。当該年度は、オンチップ診断回路の多様化と多機能化について主に研究開発を行い、重要な研究成果をあげた。昨年度に開発したトランイスタ特性ばらつきの診断回路技術を拡張し、診断対象にリーク電流と温度を加えた。トランジスタ当たりのリーク電流はpAのオーダであり、そのオンチップ診断にはアナログ回路設計が必要だったが、本研究ではディジタル方式でその診断を可能にした。オンチップ診断回路として低コストで小面積かつ多機能なモニタ回路を実現した。提案回路アーキテクチャーについて回路系の学会であるA-SSCC'2014にて成果発表を行った。その後、回路系のトップ論文誌であるIEEE JSSCの特集号に招待された。次に、オンチップ自己診断を元に特性補償によるエネルギー削減率について検討し、その有効性を明らかにした。実用的なアプリケーション回路を最先端の65nmプロセスにて実装した。暗号化・復号化回路に特性診断回路と制御回路と基板バイアス生成回路を組み込み、診断回路からバイアス生成回路まですべてディジタル方式のセルベース設計自動化へ対応させた。研究成果を集積回路の設計品質の向上方法をテーマとする学会であるISQED'2015にて発表した。また、昨年度提案したばらつき評価回路を利用した閾値電圧ばらつきの推定手法について新たな方法を提案し、テスト回路に関する学会であるICMTS'2015にて成果発表を行った。開発した方法により、トランジスタアレイなしでトランジスタ閾値電圧ばらつきを低コストで評価可能となった。

这项研究的目的是建立一种诊断LSI片特征变化的技术，并自主补偿这种变化。在这个财政年度，我们主要开展了有关芯片诊断电路多样化和多功能的研究和发展，并取得了重要的研究结果。我们已经扩展了去年开发的Tranistor特性变化的诊断电路技术，并增加了泄漏电流和温度为诊断目标。每个晶体管的泄漏电流在PA的顺序上，片上诊断需要模拟电路设计，但是在这项研究中，通过数字方法使诊断成为可能。作为芯片诊断电路，它已经达到了低成本，小面积和多功能监视器电路。提议的电路体系结构的结果在A-SSCC'2014（电路系统社会）中呈现。后来，他被邀请访问IEEE JSSC的特刊，这是电路的顶级日记。接下来，基于片上的自我诊断，检查了具有特征补偿的能量降低率，并阐明了其有效性。使用尖端65nm工艺实施了实用的应用电路。加密和解密电路结合了特征性的诊断电路，控制电路和板偏置发电电路，从诊断电路到偏置发电电路的所有内容都与基于数字单元格的设计自动化兼容。研究结果介绍了2015年的伊斯兰（ISQED'2015），该社会着重于提高集成电路的设计质量的方法。此外，使用去年提出的变异评估电路为阈值电压变化提出了一种新方法，并在ICMTS'2015（一个测试电路社会ICMTS'2015中介绍了结果。开发的方法允许在没有晶体管阵列的情况下对晶体管阈值变化的低成本评估。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

In-Situ Variability Characterization of Individual Transistors Using Topology-Reconfigurable Ring Oscillators

使用拓扑可重构环形振荡器对单个晶体管进行原位可变性表征

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
A.K.M. Mahfuzul Islam;and Hidetoshi Onodera
通讯作者：
and Hidetoshi Onodera

Characterization and compensation of performance variability using on-chip monitors

使用片上监视器表征和补偿性能变化

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
A.K.M. Mahfuzul Islam;and Hidetoshi Onodera
通讯作者：
and Hidetoshi Onodera

チップ間及びチップ内ばらつきを評価可能な再構成可能遅延モニタ回路

可重新配置的延迟监控电路，可以评估芯片间和芯片内的变化

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. K. M. M. Islam;Tohru Ishihara;and Hidetoshi Onodera;A.K.M. Mahfuzul Islam;釡江典裕;A.K.M. Mahfuzul Islam;A.K.M. Mahfuzul Islam;A.K.M. Mahfuzul Islam;A.K.M. Mahfuzul Islam;小野寺　秀俊;イスラムマーフズル;イスラムマーフズル;イスラムマーフズル;イスラムマーフズル;イスラムマーフズル
通讯作者：
イスラムマーフズル

Energy-efficient Dynamic Voltage and Frequency Scaling by P/N-performance Self-adjustment using Adaptive Body Bias

使用自适应体偏置通过 P/N 性能自调节实现节能动态电压和频率缩放

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. K. M. M. Islam;Tohru Ishihara;and Hidetoshi Onodera;A.K.M. Mahfuzul Islam;釡江典裕;A.K.M. Mahfuzul Islam;A.K.M. Mahfuzul Islam;A.K.M. Mahfuzul Islam;A.K.M. Mahfuzul Islam;小野寺　秀俊;イスラムマーフズル;イスラムマーフズル;イスラムマーフズル
通讯作者：
イスラムマーフズル

Area-efficient Reconfigurable Ring Oscillator for Characterization of Static and Dynamic Variations

用于表征静态和动态变化的面积高效可重构环形振荡器