2022 Fiscal Year Annual Research Report
スピントロニクスベース高性能・省電力・高信頼IoTセンサノードの基盤研究開発
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21H03405
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
夏井 雅典 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (10402661)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
羽生 貴弘 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (40192702)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 集積回路 / IoT / 不揮発ロジック / スピントロニクス / 高信頼化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，IoTセンサノードの高性能化・省エネルギー化，高信頼化それぞれの達成に必須となる以下の要素技術について，そのさらなる高度化に向けた以下の研究を並行的に推進した．
1．不要なエネルギー消費を徹底的に排除する細粒度パワーゲーティング（PG）技術：IoTセンサノードに想定される多様な動作環境の変化に応じて適切な電源供給の制御を可能とする動作環境適応型PGスイッチ制御技術に関して，所望の機能を実現するための回路構造の具体的な設計と性能評価を行った．複数のパワースイッチを並列接続し，動作環境に応じて決定される制御信号により適切なパワースイッチ動作を適用することで，パワーゲーティング前後における貫通電流や電源電圧変動を抑制可能であることを確認するとともに，その省面積化における課題を明らかにした．
2．多様な動作環境における安定動作を保証する高信頼要素回路技術：NV-LIM回路の省エネルギー性の本質である不揮発記憶機能を司るもっとも重要な要素回路である，不揮発フリップフロップ（NVFF）の高信頼化について，前年度までに作成したRTLモデルを活用した小規模回路モジュールの設計を行った．
3．高エネルギー効率な演算処理を可能とするIoTセンサノード向けアクセラレータ技術：センサノードにおいて多用される演算処理の高速化を目的としたアクセラレータ回路の構成方法について，アクセラレータ制御命令および不揮発記憶制御命令を備えたCPUを新たに設計し，その有効性を明らかにした．
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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
3つの要素技術について並行的かつ継続的に研究を進められているとともに，特にセンサノード向けアクセラレータ技術については国際会議や学術論文でも発表することが出来ていることから，順調に進展していると判断できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の実績を元に，各技術のさらなる高度化，および実応用に向けた評価方法について検討を進める．また，本技術の実証のためのチップ試作についても継続して検討する．
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