2016 Fiscal Year Annual Research Report
LSI design methodology that enables robust operation under the supply as low as threshold voltage by self-compensating performance variability
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25280014
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小野寺 秀俊 京都大学, 情報学研究科, 教授 (80160927)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土谷 亮 京都大学, 情報学研究科, 助教 (20432411)
石原 亨 京都大学, 情報学研究科, 准教授 (30323471)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | システムオンチップ / 集積回路 / 低消費電力化 / 製造容易化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
トランジスタ特性の自己診断回路について、昨年度は再構成型の特性モニタ回路を用いて非均質構造のリングオシレータを構成し、ランダムテレグラフのイズの素子寸法依存性を求めた。今年度は、より一般的な均質構造の複数種類のリングオシレータを評価対象として、ランダムテレグラフノイズの統計モデルを作成する方法を新規に考案した。65nmプロセスで試作した回路の特性評価により、閾値圧変動量の素子寸法依存性を求めた。このモデルにより、閾値付近の低電圧動作において発生する閾値変動量を定量的に求めることが可能になった。
電力効率が高く閾値付近の低電圧まで安定に動作する論理ゲートの設計技術に関しては、低電圧動作におけるフリップフロップの動作不良解析技術を開発した。本技術により、低電圧動作時における動作不良の発生機構が明らかになり、動作不良率も解析的に求めることが可能になった。本解析結果に基づき、閾値付近の低電圧においても動作不良率を所望の割合以下に保つための設計指針を導出することができる。 特性補償を行うための基板電圧発生回路については、昨年度開発した回路で発生する出力電圧の誤差要因を解明した。電荷再分布型DA変換回路を実装する際に発生する容量誤差が最も大きな誤差要因であることを突き止め、高精度化への設計指針を明かにした。
以上、本研究では、自律的特性補償により閾値付近の低電圧まで安定動作する集積回路を実現するために不可欠な要素技術として、自律的特性補償のための自己診断回路と診断結果に基づき特性補償を行うための基板電圧発生回路、ならびに低電圧でも安定動作する論理ゲート設計技術を開発した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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