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2007 Fiscal Year Final Research Report Summary

The Via-Programmable LSI Design Architecture using EB direct writing and it's application to Unique LSI for the Authentication device.

Research Project

Project/Area Number 18560355
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Electron device/Electronic equipment
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

FUJINO Takeshi  Ritsumeikan University, Dept. of VLSI System Design, Professor (60367993)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) YOSHIKAWA Masaya  Meijyo University, Dept. of VLSI System Design, Associate Professor (50373098)
Project Period (FY) 2006 – 2007
KeywordsLarge Scale Integration / Advanced function device / Electron Beam Direct Writing / Programmable Logic / encryption, authentication
Research Abstract

Integrated electronic system composed of microprocessors and large memories can be realized as a single chip owing to the progress of micro-fabrication technology of VLSI. The photo-mask cost of standard-cell-based ASICs has been increased so prohibitively that low-volume production LSIs are difficult to fabricate due to high non-recurring engineering (NRE) cost including mask cost. Electron Beam direct writing (EBDW) technology is the most cost-effective lithography tool, because it is mask-less technology. The EB exposure time will be greatly reduced by applying character-projection (CP) EB direct writing. So we have developed new LSI device architecture appropriate for this CP EB direct-writing.
In 2006, we proposed the user-programmable architecture called VPEX (Via Programmable logic device using EXclusive-or array), in which the hardware logic can be programmed by changing layout patterns on 2 via-layers. The logic element (LE) of VPEX consists of complex-gate-type EXclusive OR (EXOR) and Inverter (NOT) gates. The single LE can output 12 logics which include NOT, Buffer (BUF), all 2-inputs logic functions, 3-inputs AOI21 and inverted-output multiplexer (MUXI) by changing via-1 layout pattern. Furthermore, via-1 layout is optimized for CP EB direct writing.
In 2007, we compared the performance of area, speed, and power consumption of VPEX with that of standard-cell-based ASICs and FPGAs. As a result, the speed performance of VPEX was much better than FPGAs and about 1.3-1.6 times worse than standard-cells. Furthermore we developed LSI test chip which applying VPEX architecture. The process technology used in this chip is 0.18 urn CMOS. We will evaluate this chip in the near future.

  • Research Products

    (29 results)

All 2008 2007 2006 Other

All Journal Article (19 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (9 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] USBトークンによるPKI技術とCookieを用いたプロキシ型シングルサインオンシステム2008

    • Author(s)
      益田 祐, 藤野 毅
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告[情報ネットワーク] IN2007-32

      Pages: 437-443

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] プログラマブルロジックePLXを用いたネットワークセキュリティ回路の実装評価2008

    • Author(s)
      松本 光崇, 木村 峻, 中野 裕文, 岩男 剛宜, 奥野 義弘, 有本 和民, 泉 知論, 藤野 毅
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告[VIS董設計技術] VLD2007-165

      Pages: 53-58

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Regular Fabric of Via Programmable Logic Device using EXclusive-or Array(VPEX) for EB Direct Writing2008

    • Author(s)
      A.Nakamura, M.Kawaharazaki, M.Yoshikawa, T.Fujino
    • Journal Title

      IEICE TRANS.ELECTRON Vol.E91-CNo.4

      Pages: 509-516

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Regular Fabric of Via Programmable Logic Device using EXclusive-or Array(VPEX) for EB Direct Writing2008

    • Author(s)
      A. Nakamura, M. Kawaharazaki, M. Yoshikawa, T. Fujino
    • Journal Title

      IEICE TRANS. ELECTRON Vol.E91-C

      Pages: 509-516

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] SoC埋め込み型プログラマブルロジックePLXの設計アーキテクチャの検討と回路マッピングの評価2007

    • Author(s)
      菱田 智雄, 石橋 宏太, 木村 峻, 奥野 直樹, 松本 光崇, 中野 裕文, 岩男 剛宜, 奥野 義弘, 有本 和民, 泉 知論, 藤野 毅
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告[リコンフィギャラブルシステム] RECONF2006-71

      Pages: 37-42

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 秘密鍵をLSIに埋め込んだユニークデバイスを用いたPKIシステムの提案とシングルサインオンシステムへの応用2007

    • Author(s)
      益田 祐, 梅本 佳和, 浅田 広一郎, 藤野 毅
    • Journal Title

      暗号と情報セキュリティーシンポジウム(SCIS2007)概要集

      Pages: 3D3-1-1-6

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 小型組み込み機器によるセキュアなIPv6リモート制御システムの構築と検証2007

    • Author(s)
      川野 修平, 藤野 毅
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告[回路とシステム] CAS2006-102

      Pages: 43-48

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] USBトークンによるPKI相互認証を用いたセキュアネットワーク上でのシングルサインオンシステムの提案と実装2007

    • Author(s)
      梅本 佳和, 藤野 毅
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告[回路とシステム] CAS2006-103

      Pages: 49-54

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] ビアプログラマブルロジックVPEXを用いた固定秘密鍵埋め込み型RSA暗号回路の設計2007

    • Author(s)
      下村 弘, 奥山 一樹, 中村 明博, 藤野 毅
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告[集積回路] ICD2006-227

      Pages: 103-108

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] SoC埋め込み型プログラマプルロジックePLXのネットワークセキュリティー処理への応用2007

    • Author(s)
      松本 光崇, 石橋 宏太, 木村 峻, 大山 昇吾, 泉 知論, 藤野 毅, 岩男 剛宜, 中野 裕文, 奥野 義弘, 有本 和民
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告[スマートインフォメディアシステム] SIS2007-14

      Pages: 7-12

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Architecture of Via Programmable Logic using Exclusive-or Array(VPEX) for EB Direct Writing2007

    • Author(s)
      A.Nakamura, M.Kawaharazaki, M.Yoshikawa, T.Fujino
    • Journal Title

      The IEEE Custom Integrated Circuits Conference 1-4244-1623-X/07

      Pages: 261-264

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 暗号回路の電力差分解析攻撃に対して耐性があるドミノ型RSL回路の提案2007

    • Author(s)
      豊田 善靖, 木戸 健太, 下林 義明, 藤野 毅
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告[VLSI設計技術] VLD2007-77

      Pages: 43-48

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] EB直描を使ったマスクレスビアプログラマブルデバイスVPEXの提案と回路性能評価2007

    • Author(s)
      川原崎 正英, 中村 明博, 西本 智弘, 下林 義明, 藤野 毅
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告[VLSI設計技術] VLD2007-80

      Pages: 61-66

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] プログラマブルロジックePLXの自動マッピングッールの開発とローカルアーキテクチャ検討2007

    • Author(s)
      石橋 宏太, 田中 祥幸, 松本 光崇, 中野 裕文, 岩男 剛宜, 奥野 義弘, 有本 和民, 吉川 雅弥, 泉 知論, 藤野 毅
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告[リコンフィギャラブルシステム] RECONF2007-32

      Pages: 1-6

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Architecture of Via Programmable Logic using Exclusive-or Array(VPEX) for EB Direct Writing2007

    • Author(s)
      A. Nakamura, M. Kawaharazaki, M. Yoshikawa, T. Fujino
    • Journal Title

      The IEEE Custom Integrated Circuits Conference 1-4244-1623-X/07

      Pages: 261-264

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Shot Number Estimation for EB Direct Writing for Logic LSI Utilizing Character-Build Standard-Cell Layout Technique2006

    • Author(s)
      Y.Kajiya, A.Nakamura, M.Yoshikawa, T.Fujino
    • Journal Title

      Proc.of SPIE Vol.6283

      Pages: 62832M-1-8

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Embedded Programmable Logic Matrix (ePLX) for flexible functions on SoC2006

    • Author(s)
      H.Nakano, T.Iwao, T.Hishida, H.Shimomura, T.Izumi, T.Fujino, Y.Okuno, K.Arimoto
    • Journal Title

      IEEE Asian Solid-State Circuit Conference 0-7803-9735-5/06

      Pages: 219-222

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Shot Number Estimation for EB Direct Writing for Logic LSI Utilizing Character-Build Standard-Cell Layout Technique2006

    • Author(s)
      Y. Kajiya, A. Nakamura, M. Yoshikawa, T. Fujino
    • Journal Title

      Proc. of SPIE Vol.6283

      Pages: 62832M-1-8

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] An Embedded Programmable Logic Matrix(ePLX) for flexible functions on SoC2006

    • Author(s)
      H. Nakano, T. Iwao, T. Hishida, H. Shimomura, T. Izumi, T. Fujino, Y. Okuno, K. Arimoto
    • Journal Title

      IEEE Asian Solid-State Circuit Conference 0-7803-9735-5/06

      Pages: 219-222

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] MPU搭載FPGAボードを用いた情報家電向け暗号通信システムの設計と実装2008

    • Author(s)
      湯原 健, 藤野 毅
    • Organizer
      2008年電子情報通信学会大会(清報・システム講演論文集lp.242)
    • Place of Presentation
      福岡県北九州市
    • Year and Date
      2008-03-21
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Architecture of Via Programmable Logic using Exclusive-or Array(VPEX) for EB Direct Writing2007

    • Author(s)
      A.Nakamura, M.Kawaharazaki, M.Yoshikawa, T.Fujino
    • Organizer
      The IEEE Custom Integrated Circuits Conference
    • Year and Date
      20070917-19
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 組み込みマイコンを用いた分散型侵入検知システム2007

    • Author(s)
      大山 昇吾, 藤野 毅
    • Organizer
      第11回システムLSIワークショップ(資料集p.234-236)
    • Place of Presentation
      福岡県北九州市
    • Year and Date
      2007-11-20
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] FPGAを用いたIDS用パターン検知回路の実装方法の検討2007

    • Author(s)
      住谷 岳史, 松本 光崇, 藤野 毅
    • Organizer
      第ll回システムLSIワークショップ(資料集p.237-240)
    • Place of Presentation
      福岡県北九州市
    • Year and Date
      2007-11-20
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] プログラマブルロジックePLXを用いたネットワークセキュリティー処理回路の実装2007

    • Author(s)
      木村 峻, 松本 光崇, 泉 知論, 藤野 毅, 中野 裕文, 岩男 剛宜, 奥野 義弘, 有本 和民
    • Organizer
      第11回システムLSIワークショップ(資料集p.255-257)
    • Place of Presentation
      福岡県北九州市
    • Year and Date
      2007-11-20
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] An Embedded Programmable Logic Matrix(ePLX) for flexible functions on SoC2006

    • Author(s)
      H.Nakano, T.Iwao, T.Hishida, H.Shimomura, T.Izumi, T.Fujino, Y.Okuno, K.Arimoto
    • Organizer
      IEEE Asian Solid-State Circuit Conference
    • Year and Date
      20061113-15
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] Shot Number Estimation for EB Direct Writing for Logic LSI Utilizing Character-Build Standard-Cell Layout Technique2006

    • Author(s)
      Y.Kajiya, A.Nakamura, M.Yoshikawa, T.Fujino
    • Organizer
      Photomask Japan2006
    • Year and Date
      20060418-20
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] SoC埋め込み型プログラマブルロジックePLXの暗号回路への応用2006

    • Author(s)
      松本 光崇, 菱田 智雄, 泉 知論, 藤野 毅, 中野 裕文, 岩男 剛宣, 奥野 義弘, 有本 和民
    • Organizer
      第10回システムLS夏ワークショップ(資料集p.199-202)
    • Place of Presentation
      福岡県北九州市
    • Year and Date
      2006-11-28
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] EB直描を用いた低コストLS王の製造のためのVla conflgurable Loglc Devlceの設計アーキテクチャ検討2006

    • Author(s)
      中村 明博, 藤野 毅
    • Organizer
      第10回システムLSIワークショップ(資料集p.207-210)
    • Place of Presentation
      福岡県北九州市
    • Year and Date
      2006-11-28
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Remarks] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://www.ritsumei.ac.jp/se/re/fujinolab/

URL: 

Published: 2010-02-04  

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