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三次元積層チップ間パケット転送ネットワークと同期現象を利用したクロック分配

研究課題

研究課題/領域番号 12J06775
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

竹 康宏  慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード三次元集積 / NoC / クロック分配 / 結合共振 / 誘導結合インタフェース / 三次元クロック分配 / 三次元積層 / 結合共振器 / 誘導結合 / 低スキュー / 低ジッタ / 低電力 / 実用化 / PLL
研究実績の概要

今年度は、これまで独立して報告を行っていた三次元積層チップ間パケット転送ネットワーク技術と同期現象を利用したクロック分配技術を1つのアプリケーションとして構築し、論文誌が採択された。
本研究は、産業界で高性能システムLSIの構築手法として注目を集めるチップの三次元集積技術に大きな進展をもたらすものである。これまで設計者がチップを三次元積層する場合、2つの大きな問題があった。1つはチップ間のデータパケット転送が煩雑である点である。目的と処理が異なるチップを積層する場合、各チップ間でやり取りされるデータに整合性を取ることは複雑な設計を要した。本研究では、設計者が意図することなく、積層されたチップ間で自動的にパケット転送ネットワークが構築される技術を提案した。2つ目は各チップの動作周波数が性能向上と共に高速化するにつれて、チップ間通信のタイミングエラーが顕著な問題となっていた。本研究では、三次元集積されたチップ間で高精度なタイミング信号を、従来よりも低消費電力で共有する技術を構築した。
パケット転送技術はすでに国際論文誌に採択済みであり、タイミングを共有するクロック分配技術は国際会議で発表済みであった。
これらの技術は1つに組合せられることで、より産業界に大きな進展を与える。しかし、単純な組み合わせでは最適なネットワークは構築されず、トレードオフや設計の最適化が必要である。今年度は、これらの最適化について研究を行い、最終成果を論文誌としてまとめ上げた。本論文誌はIEICEの国際論文誌として採択され2015年4月に掲載が決定した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Relay Transmission Thruchip Interface with Low-Skew 3D Clock Distribution Network2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Take, Tadahiro Kuroda
    • 雑誌名

      IEICE TRANSACTIONS on Electronics

      巻: E98-C No.4 ページ: 322-332

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3-D NoC with Inductive-Coupling Links for Building-Block SiPs2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Take
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Computers (TC)

      巻: (掲載決定) 号: 3 ページ: 748-763

    • DOI

      10.1109/tc.2012.249

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 縦横方向結合共振を用いた三次元クロック分配技術2013

    • 著者名/発表者名
      竹 康宏
    • 学会等名
      デザインガイヤ2013
    • 発表場所
      鹿児島県文化センター
    • 年月日
      2013-11-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 3D Clock Distribution Using Vertically/Horizontally Coupled Resonators2013

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Take
    • 学会等名
      IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC)
    • 発表場所
      Sanfancisco(USA)
    • 年月日
      2013-02-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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