粒子検出器用フロントエンドエレクトロニクスの遠隔診断システムの開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11640259
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 江村 恒夫 東京農工大学, 工学部, 教授 (40015053)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 新井 康夫 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助手 (90167990)
• Keywords: フロント・エンド・エレクトロニクス / カスコードアンプ / アナログサンプリング / COMS LSI / MOSトランジスタ / 回路シミュレーション / レイアウト設計 / デザインルール・チェック

Research Abstract

平成11年度の研究実施計画は多電極型粒子検出器用のフロント・エンド・エレクトロニクス(アナログ)のCMOS LSIチップの設計・試作であった。このエレクトロニクスは、(A)カスコードアンプ、(B)100MHzアナログサンプリング回路、そして(C)アナログ・バウンダリ・スキャン回路から構成されている。平成11年度はこれら3つの回路のCMOS LSIを独立に設計・試作して性能評価をする計画であった。
上記の(A)と(B)の試作LSIは電源パッドとグランドパッドの配置設計に誤りが見つかった。そのために試作品は電源供給ができず動作確認ができなかった。(C)のLSIの試作品は一応は動作したが、めざした性能を有するに至らなっかた。アナログ・バウンダリ・モジュールとテストバス・インターフェイスに使用したCMOSスイッチのいくつかに動作不良が発見された。動作不良は配線ミス因るものであることがわかった。
(A)と(B)のLSIについては、MOSトランジタ,R,Cの回路素子ならびに配置配線の設計と回路シミュレーションの研究は良い結果をだしている。この2つの回路のパッドの配置まで含めたレイアウト設計を今回は全部手動でおこなっている。時間的な制約がありデザインルール・チェックの研究ができなかった。(C)のLSIについては、デジタルベースなので回路設計、レイアウト設計全部を自動設計で行なうことができた。デザインルールチェックも済ませて、試作に出した。デジタル回路のMOS LSIの設計・製作について実際的な方法を学ぶことはできた。LSI試作は本年がはじめてであったが、次回の試作に良い成果をだす実用的な知見を得た。
平成12年度は、11年度の経験を生かして、まず3つの回路をもう一度個別に試作する。成功した後に、まず(A)と(B)を組み合わせたLSIを、それから(A)、(B)と(C)を組み合わせたLSIを作る。