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世界最強の耐放射線デバイスの実現

研究課題

研究課題/領域番号 16J12063
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 計算機システム
研究機関静岡大学

研究代表者

藤森 卓巳  静岡大学, 創造科学技術大学院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード光再構成型ゲートアレイ / ホログラムメモリ / 耐放射線デバイス / トータルドーズ / ソフトエラー / 耐放射線プログラマブルデバイス
研究実績の概要

今年度は、光再構成型ゲートアレイVLSIへのアルファ線照射試験によるソフトエラー耐性の評価を行い、光再構成型ゲートアレイの高いソフトエラー耐性を実証した。加えて、昨年度から引き続きガンマ線照射試験によるトータルドーズ耐性の評価試験を実施した。
アルファ線照射試験においては、500 nsでスクラビング処理が可能な光再構成型ゲートアレイシステムを構築し、アメリシウム241線源を用いて試験を実施した。その結果、光再構成型ゲートアレイのスクラビング処理はFPGAのスクラビング処理と比較して181倍のソフトエラー耐性を持つことを実証した。さらに,低速なスクラビング処理では回路構成直後のソフトエラーが問題となるが、本試験において光再構成型ゲートアレイの回路構成直後のソフトエラーは0.00028%にまで抑えられ、並列構成方式による高速スクラビング処理がソフトエラーの緩和に有効であることを実証した。
光再構成型ゲートアレイのトータルドーズ耐性に関しては、ホログラムメモリは604 Mrad、レーザは400 Mradのトータルドーズ耐性を持つことを実証した。さらに、光再構成型ゲートアレイVLSIでは累積吸収線量が1027 Mradに達しても論理ブロックとスイッチングマトリクスに恒久的な故障は発生せず、すべてのプログラムポイントは正常にプログラム可能であることを確認した。ただ、二つのI/Oでは出力がHighに固定される故障が確認されたが、1027 Mradの放射線を吸収したとしてもほとんどの回路リソースは継続して使用可能であることを実証した。もちろん、ゲートアレイには放射線による劣化が生じているが、劣化を許容できれば1027 Mradの放射線を吸収したとしても継続して光再構成型ゲートアレイVLSIを使用できることを確認した。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 15件)

  • [雑誌論文] Optically reconfigurable gate array using a colored configuration2018

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Takumi、Watanabe Minoru
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 57 号: 29 ページ: 8625-8625

    • DOI

      10.1364/ao.57.008625

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Parallel light configuration that increases the radiation tolerance of integrated circuits2017

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Takumi、Watanabe Minoru
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 25 号: 23 ページ: 28136-28145

    • DOI

      10.1364/oe.25.028136

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-speed scrubbing demonstration using an optically reconfigurable gate array2017

    • 著者名/発表者名
      T. Fujimori, M. Watanabe
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 25 号: 7 ページ: 7807-7817

    • DOI

      10.1364/oe.25.007807

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Soft-error tolerance of an optically reconfigurable gate array VLSI2018

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Takumi、Watanabe Minoru
    • 学会等名
      International Conference on Systems Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Total-Ionizing-Dose Tolerance of the configuration function of MAX3000A CPLDs2018

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Takumi、Watanabe Minoru
    • 学会等名
      Radiation Effects on Components and Systems Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A 400 Mrad radiation-hardened optoelectronic embedded system with a silver-halide holographic memory2018

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Takumi、Watanabe Minoru
    • 学会等名
      NASA/ESA Conference on Adaptive Hardware and Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High total-ionizing-dose tolerance field programmable gate array2018

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Takumi、Watanabe Minoru
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Circuits and Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A 603 Mrad total-ionizing-dose tolerance optically reconfigurable gate array VLSI2018

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Takumi、Watanabe Minoru
    • 学会等名
      International Conference on Signals and Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An 807 Mrad total dose tolerance of an optically reconfigurable gate array VLSI2018

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Takumi、Watanabe Minoru
    • 学会等名
      IEEE Workshop on Silicon Errors in Logic - System Effects
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光再構成型ゲートアレイVLSIの放射線劣化特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      藤森卓巳,渡邊 実
    • 学会等名
      宇宙科学技術連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光再構成型ゲートアレイVLSIの放射線耐性評価2018

    • 著者名/発表者名
      藤森卓巳,渡邊 実
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 光再構成型ゲートアレイのトータルドーズ耐性2018

    • 著者名/発表者名
      藤森卓巳,渡邊 実
    • 学会等名
      リコンフィギャラブルシステム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 光再構成型ゲートアレイの高速スクラビング手法2017

    • 著者名/発表者名
      藤森卓巳,渡邊 実
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      名城大学 ,愛知, 名古屋
    • 年月日
      2017-03-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Holographic memory calculation FPGA accelerator for optically reconfigurable gate array2017

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Takumi、Watanabe Minoru
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Dependable, Autonomic and Secure Computing
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Radiation Tolerance Demonstration of High-Speed Scrubbing on an Optically Reconfigurable Gate Array2017

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Takumi、Watanabe Minoru
    • 学会等名
      IEEE International System-on-Chip Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Asynchronous optical bus for optical VLSIs,” International Conference on Innovative Computing Technology2017

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Takumi、Watanabe Minoru
    • 学会等名
      International Conference on Innovative Computing Technology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-context scrubbing method2017

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Takumi、Watanabe Minoru
    • 学会等名
      IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-speed scrubbing based on asynchronous optical configuration2017

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Takumi、Watanabe Minoru
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Opto-Electronic Information Processing
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gate Density Advantage of Parallel -Operation-Oriented FPGA Architecture2017

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Takumi、Watanabe Minoru
    • 学会等名
      National Aerospace & Electronics Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 宇宙機器向けホログラムメモリ計算のアクセラレーション2017

    • 著者名/発表者名
      藤森卓巳,渡邊 実
    • 学会等名
      宇宙科学技術連合講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 光再構成型ゲートアレイのホログラムメモリ計算のハードウェアアクセラレーション2017

    • 著者名/発表者名
      藤森卓巳,渡邊 実
    • 学会等名
      リコンフィギャラブルシステム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マルチコンテキストを用いた高速光スクラビング2017

    • 著者名/発表者名
      藤森卓巳,渡邊 実
    • 学会等名
      リコンフィギャラブルシステム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Compilation time advantage of parallel-operation-oriented optically reconfigurable gate arrays2016

    • 著者名/発表者名
      T. Fujimori, M. Watanabe
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Mechatronic Systems
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 年月日
      2016-12-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Radiation tolerance of a MEMS mirror device,” International Conference on Optical MEMS and Nanophotonics2016

    • 著者名/発表者名
      T. Fujimori, M. Watanabe
    • 学会等名
      International Conference on Optical MEMS and Nanophotonics
    • 発表場所
      Kent Ridge, Singapore
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Architecture-independence negative logic implementation for optically reconfigurable gate arrays2016

    • 著者名/発表者名
      T. Fujimori, M. Watanabe
    • 学会等名
      International Conference on Mechanical and Aerospace Engineering
    • 発表場所
      London, UK
    • 年月日
      2016-07-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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