2016 Fiscal Year Research-status Report
確率的手法を用いたTDC/ADC回路の最適設計とその設計自動化技術
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15K00082
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
小松 聡 東京電機大学, 工学部, 教授 (90334325)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | LSI設計技術 / 確率的ADC / 確率的TDC |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今後のより一層の集積回路製造プロセス技術の進歩により、より多くの回路素子や回路モジュールが1つのシステムLSIに実現可能となるが、製造テストがトータルコストに占める割合が大きくなる。本研究では、LSIチップ上でのテストを目的とした、オンチップサンプラ回路の信号取得部分にあたるアナログ・ディジタル変換器(ADC)と時間・ディジタル変換器(TDC)について、確率的手法を用いた回路の回路最適化手法の確立を目的としている。平成28年度は、以下の2点について重点的に研究を行った。
1. 確率的ADC回路の自動生成システムの構築と回路シミュレーションによる評価を行った。今年度は確率的ADCについて、要求される性能、設計制約を満たす回路の自動生成システムの構築を行った。このシステムでは、コンパレータはこれまでに本研究で提案したものを含めて3種類用いた。また、参照電圧を複数用いることによって、回路性能を高めることが可能である。回路シミュレーションによる実験結果より、設計者が要求する仕様を満たす確率的ADCを自動で設計できることが示された。このシステムではスタンダードセルのみを用いて回路を生成するため、異なるプロセスにも容易に移行可能である。
2. 参照電圧が不要な確率的ADCの提案と評価およびレベルクロッシングADC向けのコンパレータ回路の設計、試作、評価をおこなった。１つめの提案回路ではアナログ参照電圧が不要なため、アナログ・ディジタル混載システムに用いるADCとして、非常に有用であると言える。また、2つめの提案回路ではIoT向けのセンサノードでの信号処理に必須となる低消費電力サンプリング回路への応用が期待できる。いずれの回路についても、試作チップの評価により所望の性能が達成できたことを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
交付申請書に記載した、確率的ADC/TDC回路のアーキテクチャの設定、および、対象アーキテクチャでの各パラメータの性能・回路面積・消費電力への影響の解析と回路シミュレーションによる評価、確率的ADC回路の自動生成システムの構築については概ね順調に進んでいる。TDCについての自動生成システムが多少遅れているが、今後重点的に進めていく予定である。
また、要素技術の新規提案についても、広帯域サンプリング・ホールド回路、参照電圧不要な確率的ADC、レベルクロッシングADC向けのコンパレータ回路などいくつかの項目が提案できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度に構築した、自動生成システムの構築を継続して行う予定である。現在までに出来上がっているシステムについて、さらに設計者の手数を省けるように、より自動化を進め、その最適化手法自体の評価も行う。
提案した最適化システムを用いて実際に様々なパラメータと設計制約の確率的ADC/TDC回路を設計し、回路シミュレーションによって動作を確認することで提案手法の有効性を示す予定である。また、あわせて、構築した確率的ADC/TDC回路の自動生成システムの有用性をさらに明確にするために、自動生成したADC/TDC回路をLSIチップに実装し、その評価を行う。
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| Causes of Carryover |
平成28年度は2件の学会発表を行ったが、いずれも3月開催の学会であり、年度末まで旅費額が確定せず、また、消耗品以外の物品（税込4万円以上）の購入は12月中に手続を済ませる必要があり、次年度の使用とする必要があったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度はLSIチップ試作費用などもあり、計画定期に使用していく予定である。また、国際学会での研究発表の予定もあり、旅費としての使用も行う。
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Research Products
(2 results)
