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2010 Fiscal Year Annual Research Report

MEMS・レーザアレイによる高速動的光再構成型ゲートアレイの研究開発

Research Project

Project/Area Number 20200027
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

渡邊 実  静岡大学, 工学部, 准教授 (30325576)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小林 史典  九州工業大学, 情報工学研究院, 教授 (60134970)
荻原 昭文  神戸市立工業高等専門学校, 電子工学科, 教授 (00342569)
Keywords光再構成ゲートアレイ / プログラマブルデバイス / MEMS / DLP / ホログラムメモリ / FPGA
Research Abstract

本研究ではホログラムメモリ、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)、レーザアレイ、光書き込み型ゲートアレイVLSIから構成され、超高速動的再構成可能な光再構成型ゲートアレイの開発を進めた。これまでの光再構成型ゲートアレイはホログラムメモリをアドレッシングするためにレーザアレイを使用してきた。VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting LASER)を使用すれば、多数のレーザがアレイ状に実装できるので、その目的を達成することができるが、将来的に必要とされるコンテキスト数(回路情報数)は100万枚以上であり、仮に1000x1000のVCSELが実現できたとしても、コスト面で採算が取れるのかどうかが問題視されてきた。そこで、本研究では少ないレーザにより多数のコンテキストのアドレッシングが可能になるように、MEMSの1種であるマイクロミラーアレイとレーザアレイとを組み合わせたレーザ・MEMS・ハイブリッドモジュールを試作した。このモジュールを複数用いることで超高速動的再構成可能な光再構成型ゲートアレイが実現できる。試作したハイブリッドモジュールとそれを適用した光再構成型ゲートアレイの試験結果からは、1000個のハイブリッドモジュールを光再構成型ゲートアレイに適用すれば、既存の集積回路技術では実現できない10ns間隔で10億以上のアドレッシングさえも可能になることが導き出せ、その有効性を実証できた。この技術は次世代のホログラム・ストレージシステムにも適用可能な技術で波及効果も大きい。

  • Research Products

    (28 results)

All 2011 2010

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

  • [Journal Article] Optically reconfigurable gate array with a polymer-dispersed liquid crystal holographic memory2011

    • Author(s)
      T.Mabuchi, M.Watanabe, A.Ogiwara, F.Kobayashi
    • Journal Title

      NASA/ESA Conference on Adaptive Hardware and Systems

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A 16-laser array for an optically reconfigurable gate array2011

    • Author(s)
      T.Watanabe, M.Watanabe
    • Journal Title

      IEEE International Conference on Space Optical Systems and Applications

      Pages: 255-260

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reduction method of refresh cycles for a dynamic optically reconfigurable gate array2011

    • Author(s)
      Y.Aoyama, M.Watanabe
    • Journal Title

      IEEE Symposium on Low-Power and High-Speed Chips

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Formation of holographic memory using subwavelength grating mask for optically reconfigurable gate array2010

    • Author(s)
      A.Ogiwara, M.Watanabe, T.Mabuchi, F.Kobayashi
    • Journal Title

      MICROOPTICS CONFERENCE

      Pages: 108-109

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fault tolerance of a holographic storage system2010

    • Author(s)
      T.Watanabe, M.Watanabe
    • Journal Title

      International Symposium on Communications and Information Technologies

      Pages: 1126-1130

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Recovery method for a laser array failure on Dynamic Optically Reconfigurable Gate Arrays2010

    • Author(s)
      D.Seto, M.Watanabe
    • Journal Title

      IEEE International Symposium on Defect and Fault Tolerance in VLSI Systems

      Pages: 411-419

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A binary MEMS Optically Reconfigurable Gate Array2010

    • Author(s)
      H.Morita, M.Watanabe
    • Journal Title

      IEEE/ACIS International Conference on Computer and Information Science

      Pages: 63-68

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Excellent Fault Tolerance of a MEMS Optically Differential Reconfigurable Gate Array2010

    • Author(s)
      H.Morita, M.Watanabe
    • Journal Title

      Optical MEMS and Nanophotonics

      Pages: 133-134

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Partial block-by-block reconfiguration for a dynamic optically reconfigurable gate array2010

    • Author(s)
      D.Seto, M.Watanabe
    • Journal Title

      International Conference on engineering of reconfigurable systems and algorithms

      Pages: 232-237

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An acceleration method of optical reconfigurations using analog configuration contexts2010

    • Author(s)
      Y.Aoyama, M.Watanabe
    • Journal Title

      NASA/ESA Conference on Adaptive Hardware and Systems

      Pages: 311-315

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Recovery method for a turn-off failure mode of a laser array on an ORGA2010

    • Author(s)
      D.Seto, M.Watanabe
    • Journal Title

      NASA/ESA Conference on Adaptive Hardware and Systems

      Pages: 242-247

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamic optically reconfigurable gate array very large-scale integration with partial reconfiguration capability2010

    • Author(s)
      D.Seto, M.Nakajima, M.Watanabe
    • Journal Title

      Applied Optics

      Volume: Vol.49, Issue 36 Pages: 6986-6994

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microelectromechanical Configuration of an Optically Reconfigurable Gate Array2010

    • Author(s)
      H.Morita, M.Watanabe
    • Journal Title

      IEEE Journal of Quantum Electronics

      Volume: Vol.46, Issue 9 Pages: 1288-1294

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Formation of holographic memory for defect tolerance in optically reconfigurable gate arrays2010

    • Author(s)
      A.Ogiwara, M.Watanabe, T.Mabuchi, F.Kobayashi
    • Journal Title

      Applied Optics

      Volume: Vol.49, No.22 Pages: 4255-4261

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Programming Options for an Optical FPGA with Clockwise Dynamic Reconfigurability2010

    • Author(s)
      F.Matsusaki, F.Kobayashi, A.Nagino, M.Watanabe
    • Journal Title

      International Conference on Innovative Computing and Communication and Asia-Pacific Conference on Information Technology and Ocean Engineering

      Volume: (CD-ROM)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] MEMS interleaving read operation of a holographic memory for optically reconfigurable gate arrays2010

    • Author(s)
      H.Morita, M.Watanabe
    • Journal Title

      International Workshop on Applied Reconfigurable Computing, Lecture Notes in Computer Science

      Volume: Vol.6578 Pages: 242-252

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A 64-context MEMS optically reconfigurable gate array2010

    • Author(s)
      Y.Yamaji, M.Watanabe
    • Journal Title

      IEEE International Conference on Field-Program mable Technology

      Pages: 499-502

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A retention time improvement method for a MEMS dynamic optically reconfigurable gate array2010

    • Author(s)
      H.Morita, M.Watanabe
    • Journal Title

      International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science

      Pages: 257-261

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamically reconfigurable vision chip architecture2010

    • Author(s)
      M.Yasuda, M.Watanabe
    • Journal Title

      International conference on Field-Programmable Logic and its Applications

      Pages: 508-512

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] MEMSダイナミック光再構成型ゲートアレイにおけるMEMS組立精度2011

    • Author(s)
      森田, 渡邊実
    • Organizer
      VLIS設計研究会
    • Place of Presentation
      慶応大学
    • Year and Date
      20110100
  • [Presentation] ホログラム閾値可変によるMEMSダイナミック光再構成型ゲートアレイの動作効率改善法2010

    • Author(s)
      森田, 渡邊実
    • Organizer
      第8回情報学ワークショップ(WiNF2010)
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      20101200
  • [Presentation] ダイナミック光再構成型ゲートアレイの動的部分再構成の性能評価2010

    • Author(s)
      グンジャラムアマルジャルガル, 渡邊
    • Organizer
      電子部品・材料研究会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      20101100
  • [Presentation] Development of optically reconfigurable gate arrays2010

    • Author(s)
      M.Watanabe
    • Organizer
      International Symposium on Optical Memory
    • Place of Presentation
      Hualien, Taiwan
    • Year and Date
      20101000
  • [Presentation] ホログラムメモリシステムのレーザーアレイ故障の復旧方法2010

    • Author(s)
      渡邊貴弘, 渡邊実
    • Organizer
      第54回宇宙科学技術連合講演会
    • Place of Presentation
      静岡県コンベンションアーツセンター「グランシップ」
    • Year and Date
      20101000
  • [Presentation] 光再構成型ゲートアレイの応用2010

    • Author(s)
      渡邊実
    • Organizer
      リコンフィギャラブル研究会
    • Place of Presentation
      静岡大学 工学部
    • Year and Date
      20100900
  • [Presentation] 光再構成型ゲートアレイにおけるMEMSアドレッシング技術2010

    • Author(s)
      森田, 渡邊
    • Organizer
      リコンフィギャラブルシステム研究会
    • Place of Presentation
      静岡大学
    • Year and Date
      20100900
  • [Presentation] 64コンテキストMEMS光再構成型ゲートアレイ2010

    • Author(s)
      山地, 渡邊
    • Organizer
      光エレクトロニクス研究会
    • Place of Presentation
      千歳アルカディアプラザ
    • Year and Date
      20100800
  • [Presentation] 偏光依存性ホログラムメモリの偏光スイッチングを用いた光再構成試験2010

    • Author(s)
      間渕, 渡邊, 荻原, 小林
    • Organizer
      平成22年度電気関係学会東海支部連合大会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      20100800

URL: 

Published: 2012-07-19  

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