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遺伝的アルゴリズムを利用した超高速VLSI向け分割不均一配線

Research Project

Project/Area Number 18656102
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Electron device/Electronic equipment
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

安永 守利  University of Tsukuba, 大学院・システム情報工学研究科, 教授 (80272178)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山口 佳樹  筑波大学, 大学院・システム情報工学研究科, 講師 (30373377)
吉原 郁夫  宮崎大学, 工学部, 教授 (20322315)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
KeywordsVLSI / 遺伝的アルゴリズム / 伝送線 / 高速信号 / 波形整形 / ノイズ / パレート解 / クロック / インピーダンス / 回路設計 / PCクラスタ
Research Abstract

昨年度の成果を踏まえて実際に基板を試作し,提案手法の効果を実際の伝送線(配線)上で評価した.なお,試作に関しては,当初の予定通りスケールアップ実験を行った(GHz級の高速信号パルスジェネレータやオシロスコープが現有機器として無いため).対象とした配線系はパーソナルコンピュータ等で用いられているメモリモジュールへのクロック給電系とした.この対象に対するスケールアップ基板の仕様は,スケールアップ比20,配線長18cm,信号切り替わり時間8ns,負荷容量200pFである.この試作基板の評価により,以下を得た.
1)遺伝的アルゴリズムにより,配線系の1点における波形整形設計をおこなった結果,波形整形を行う前のノイズマージン0.25Vに対して,整形後のノイズマージンは1.OVとなり,約4倍の波形改善が可能であることを示した.
2)遺伝的アルゴリズムのパレート最適解の考え方を導入し,配線系の2点における同時最適化を行った.この結果,約2倍の波形改善が可能であることが分かった.また,このパレート解のチャートを得ることで,配線系の2点における波形改善をユーザが調整しながら配線設計を行うことが可能であることを示した.
3)伝送信号の周波数を10%程度変動させても波形改善効果にほとんど変化はなく,本手法には高いロバスト性があることが分かった.
4)クロック波(1と0の周期繰り返し)だけではなく,ランダム信号(1と0のランダムな繰り返し)に対する効果をシミュレーションで評価した.その結果,3)と同様な結果が得られ,ランダム信号に対しても高いロバスト性を得られる見通しを得た.
今後は,実際の配線系を対象とした基板試作,ならびにVLSI配線への適用を検討する.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Variable-length segmental transmission line and its design guidelines2008

    • Author(s)
      N. Koizumi, K. Hayashi, M. Yasunaga, K. Yamamori, and I. Yoshihara
    • Journal Title

      Artificial Life and Robotics(Springer) Vol.12

      Pages: 214-218

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Variable-Length-Segmental-Transmission-Line and its Design Guidelines2007

    • Author(s)
      N.Koizumi, K.Hayashi, M.Yasunaga, K.Yamamori, I.Yoshihara
    • Journal Title

      Proc.The 12th Int'l Symp. on Artificial Life and Robotics 2007 (AROB 12th'07) (CD-ROM)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] セグメント分割伝送線によるシグナルインテグリティ向上の評価2006

    • Author(s)
      林和哉, 山口佳樹, 安永守利, 小泉尚己, 吉原郁夫
    • Journal Title

      第31回 機能集積情報システム研究会,信学技報 Vol.FIIS06

      Pages: 1-4

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Enhancement of the Variable-Length- Transmission-Line design method for multi-point optimization2006

    • Author(s)
      Koizumi, N., Yoshihara, I., Yamamori, K., Yasunaga, M
    • Journal Title

      Proc.2006 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC2006) (CD-ROM)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] セグメント分割伝送線を用いたシグナルインテグリティ向上の実証実験2008

    • Author(s)
      中山廣士, 安永守利, 山口佳樹, 吉原郁夫, 小泉尚己, 林和哉
    • Organizer
      第70回情報処理学会全国大会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2008-03-15
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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