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Fault dectection system and Built-In Self Test schemes for AMS System LSI

Research Project

Project/Area Number 21K11813
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 60040:Computer system-related
Research InstitutionKochi University of Technology

Principal Investigator

Tachibana Masayoshi  高知工科大学, システム工学群, 教授 (50171715)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
KeywordsBuilt-In Self Test / Analog-Mixed Signal / カタストロフィック故障 / デペンダブルコンピューティング / Analog Mixed Signal / Impulase Response / パラメータ故障 / Impulse Response / デペンダブル・コンピューティング / 高信頼化システム
Outline of Research at the Start

本研究の目的は、 AMS (Analog Mixed-Signal) システムのアナログ回路について、 システムの動作時でも使用可能な故障検出回路と複数の回路から故障の無い回路を選択して使用できる機構を組み合わせることで、 信頼性の高いシステムを短期間に開発する手法を提案することである。
AMS システムにおいてアナログ回路とその故障を検出する故障検出回路、および、複数の回路のうち一つを選択する回路を組み合わせ、それらを制御することにより、システムの動作状態に動作異常の検出と正常な回路への入れ替えを行うことの出来るシステムを提案し、その有効性を LSI化などにより実証することも目的としている。

Outline of Final Research Achievements

We propose fault-based BIST(Built-In Self Test) schemes for Analog part of AMS (Analog Mixed-Signal) system LSI. The BIST systems can be used throughout life time of LSIs, from fabrication process to the system's operation. Motif circuits of analog system to design BIST systems are Bootstrapped Switch and Dynamic Comparator. The BIST systems are based on transient response of circuits and fault coverage of Catastrophic faults, such like open/short fault of circuit elements, are about 88% with reasonable area overhead.
We also design Window Comparator for Fault Detect Circuits which detect extreme voltage near ground and power supply.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アナログ回路の故障検出のためのテスト方式の研究は古くから行われているが、これらの研究は特別なテストモードと大規模な即手系を使用してテストを行い、故障原因と故障箇所の特定に重点を置いた出荷時のテストを前提としたものが多い。
本研究による故障検出方式では、故障箇所、原因の特定にはこだわらず、システムの動作中に故障検出を行うことが出来るので、システム動作時のシステムの信頼性向上を図ることが出来る。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] BIST Scheme for Dynamic Comparators2022

    • Author(s)
      Masayoshi Tachibana ; Tang Xiaobin
    • Journal Title

      electronics

      Volume: - Issue: 24 Pages: 4169-4169

    • DOI

      10.3390/electronics11244169

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A BIST Scheme for Bootstrapped Switches2021

    • Author(s)
      Masayoshi Tachibana ; Tang Xiaobin
    • Journal Title

      electronics

      Volume: 10 Issue: 14 Pages: 1661-1661

    • DOI

      10.3390/electronics10141661

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] CMOS Bandgap Voltage Reference with Calibration Circuit for Process Variation2024

    • Author(s)
      林 竜史、橘 昌良
    • Organizer
      SASIMI 2024
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高次ΔΣ変調回路に向けたNauta OTAの設計2022

    • Author(s)
      小池 智哉 、橘 昌良
    • Organizer
      令和4年度 電気・電子・情報関係学会四国支部連合大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] バンドギャップ基準電源回路における素子バラツキを抑制する回路の設計2022

    • Author(s)
      林 竜史、橘 昌良
    • Organizer
      令和4年度 電気・電子・情報関係学会四国支部連合大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 高次ΔΣ変調回路に向けたNauta OTAの設計2021

    • Author(s)
      小池 智哉 、橘 昌良
    • Organizer
      令和3年度電気・電子・情報関係学会四国支部連合大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] バンドギャップ基準電源回路を対象としたBIST手法に関する研究2021

    • Author(s)
      青木 聡太、橘 昌良
    • Organizer
      令和3年度電気・電子・情報関係学会四国支部連合大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] バンドギャップ基準電源回路の素子バラツキを抑制する回路の検討2021

    • Author(s)
      林 竜史、橘 昌良
    • Organizer
      令和3年度電気・電子・情報関係学会四国支部連合大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] CMOSアナログ回路設計のためのパラメータ計算システム2021

    • Author(s)
      乾 沙羅、橘 昌良
    • Organizer
      令和3年度電気・電子・情報関係学会四国支部連合大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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