2021 Fiscal Year Research-status Report
間欠動作する故障検出機構と多重化によるAMSシステムの高信頼化
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21K11813
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| Research Institution | Kochi University of Technology |
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Principal Investigator |
橘 昌良 高知工科大学, システム工学群, 教授 (50171715)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | Analog-Mixed Signal / Built-In Self Test / Impulse Response / パラメータ故障 / 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 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はAMS（Analog Mixed Signal)システムLSIの高信頼化を目的としたアナログ回路の故障検出をシステムの動作中にも行える機構の開発を主目的としている。この機構はAMSシステムがデジタル/アナログ両方の回路を組み合わせて使える点を利用して、検査対象となるアナログ回路の動作を必要としない時間を理容師ってテストを進めることで、システムの動作状態での動作異常の検出を行うことが出来るシステムを提案し、LSI化を行いその有効性を確認、実証することを目的としている。
令和３年度には、基準電源回路のカタストロフィック故障を検出するための回路に関してのLSI化とアナログ信号処理システムで良く使用されるアナログスイッチ、特に、ひずみの少ない信号伝送が行えるブートストラップスイッチについてカタストロフィック故障を検出するための機構とそれを実現する回路の設計とLSI化を行った。
基準電源回路については、LSI化された実証回路において素子バラツキの影響が故障検出回路の動作に影響し、故障の有無を検出できない問題が発生した。そのため、素子バラツキの範囲を確認し、故障検出を容易にするための回路の検討とLSI化を行っている。
ブートストラップスイッチは、トランジスタのゲートソース間に入力信号にかかわらず電源電圧がかかるように工夫した回路であるが、スイッチがON状態の時の接地電位とゲート間の電圧が電源電圧を超えてしまうため、そのままでは電圧の確認が出来ない欠点がある。そのため、故障検出の間だけ電源電圧を１／２にしてゲート電圧の検出を行う回路を考案し、有効性を実証する回路の設計を行った。
上記の二つの回路についてはLSI化を行い、動作の確認を行う予定である。以上の研究成果については１件の論文（査読付き）と国内学会での発表が１件ある。
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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
計画では基準電流/電圧発生回路については実チップでの確認、実証行う予定であったが、LSIプロセスの製造時のバラツキにより実チップでは故障の判別が出来ていないことがわかった。これを解決するための、プロセスのバラツキを低減できる回路の開発とバラツキがあっても故障検出の出来る故障検出回路の検討をおこなうひつようがある。ブートストラップスイッチに関しては回路設計は終了したが、LSIでの動作確認がまだ出来ていない。これらの課題は令和４年度以降に検討を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和３年度の研究成果を踏まえて、基準電流/電圧発生回路の故障検出に関しては実チップでの実証が可能である回路の開発とLSIでの機能の実証を行う予定である。また、ブートストラップスイッチに関してもLSI化を行い同左の確認を行う予定である。
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