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高品質な低電力LSI創出に貢献するシフト電力安全型スキャンテスト方式に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H01716
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算機システム
研究機関九州工業大学

研究代表者

温 暁青  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (20250897)

研究分担者 梶原 誠司  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (80252592)
宮瀬 紘平  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (30452824)
Holst Stefan  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 助教 (40710322)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード計算機システム / 電子デバイス・機器 / ディペンダブル・コンピューティング / シフトエラー / IR-Drop / シフトタイミング / テストクロック / グルーピング / ディペンダブル・コンピュータ / ディペンダブル・コンピュー
研究成果の概要

本研究では、高品質・高信頼な低電力LSIの創出に貢献するために、シフト電力の高精度抑制を特徴とするシフト電力安全型スキャンテスト技術(SPS-Scan)を確立した。主な成果として、(1)レイアウト等の設計情報に基づいた高精度シフト電力安全性評価方式、及び、GPUを用いた高速タイミングシミュレーション手法、(2)スキャンセグメント分割に伴う配線量増加を最小化する最適スキャンセグメント分割手法、(3)大規模論理コアと高精度遅延測定回路を搭載した評価用LSI回路の設計・試作がある。VDECを通じて試作したテストチップによる評価実験を行った結果、SPS-Scan技術の有効性が確認された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

携帯情報機器の心臓部にあたるLSIの低電力化が肝心であるが、低電力設計でLSIの機能電力を抑えても、製造欠陥の有無を調べるLSIテストの電力は高騰し、回路破壊や誤テストになることが多い。本研究では、従来技術では確保できないシフト電力安全性のために、スキャンセグメント型部分シフト可能スキャン設計と最適スキャンクロック分配という斬新なアプローチを確立し、低電力LSIテストの学術的裾野が広がった他、熾烈な国際競争中にある低電力LSI研究への波及効果も大きい。また、本研究の成果は、安全なLSIスキャンテストを可能にすることで高品質な低電力LSIの創出に欠かせない存在となり、高い産業的価値を有している。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (9件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 7件、 査読あり 7件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 13件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of Stuttgart(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] 安徽大学(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Stuttgart(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 安徽大学(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] AMD(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Stuttgart(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] 安徽大学(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Stuttgart(Germany)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] AMD(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Probability of Switching activity to Locate Hotspots in Logic Circuits2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Zhang, S. Holst, X. Wen, K. Miyase, S. Kajihara, J. Qian
    • 雑誌名

      IEICE Trans. on Inf. & Syst.

      巻: E104-D

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Non-intrusive Online Distributed Pulse Shrinking Based Interconnect Testing in 2.5D IC2020

    • 著者名/発表者名
      T. Ni, H. Chang, T. Song, Q. Xu, Z. Huang, H. Liang, A. Yan, X. Wen
    • 雑誌名

      IEEE Trans. on Circuits and Systems II: Express Briefs

      巻: 67 号: 11 ページ: 2657-2661

    • DOI

      10.1109/tcsii.2019.2962824

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] LCHR-TSV: Novel Low Cost and Highly Repairable Honeycomb-Based TSV Redundancy Architecture for Clustered Fault2020

    • 著者名/発表者名
      T. Ni, Y. Yao, H. Chang, L. Lu, H. Liang, A. Yan, Z. Huang, X. Wen
    • 雑誌名

      IEEE Trans. on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems

      巻: 39 号: 10 ページ: 2938-2951

    • DOI

      10.1109/tcad.2019.2946243

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Novel TDMA-Based Fault Tolerance Technique for the TSVs in 3D-ICs Using Honeycomb Topology2020

    • 著者名/発表者名
      Ni Tianming、Yang Zhao、Chang Hao、Zhang Xiaoqiang、Lu Lin、Yan Aibin、Huang Zhengfeng、Wen Xiaoqing
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing

      巻: Early Access 号: 2 ページ: 724-734

    • DOI

      10.1109/tetc.2020.2969237

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Novel Double-Node-Upset-Tolerant Memory Cell Designs through Radiation-Hardening-by-Design and Layout2019

    • 著者名/発表者名
      A. Yan, Z. Wu, J. Guo, J. Song, X. Wen
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Reliability

      巻: 68 号: 1 ページ: 354-363

    • DOI

      10.1109/tr.2018.2876243

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Double-Node-Upset Self-Recoverable Latch Design for High Performance and Low Power Application2019

    • 著者名/発表者名
      A. Yan, K. Yang, Z. Huang, J. Zhang, J. Cui, X. Fang, M. Yi, X. Wen
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs

      巻: 66 号: 2 ページ: 287-291

    • DOI

      10.1109/tcsii.2018.2849028

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Method to Detect Bit Flips in a Soft-Error Resilient TCAM2017

    • 著者名/発表者名
      Syafalni Infall、Sasao Tsutomu、Wen Xiaoqing
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems

      巻: 37-8 号: 6 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/tcad.2017.2748019

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Probability of Switching activity to Locate Hotspots in Logic Circuits2020

    • 著者名/発表者名
      R. Oba, K. Miyase, R. Hoshino, S.-K. Lu, X. Wen, S. Kajihara
    • 学会等名
      IEEE Workshop on RTL and High Level Testing
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Logic Fault Diagnosis of Hidden Delay Defects2020

    • 著者名/発表者名
      . Holst, M. Kampmann, A. Sprenger, J. D. Reimer, S. Hellebrand, H.-J. Wunderlich, X. Wen
    • 学会等名
      Int'l Test Conf.
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LSIの領域毎の信号値遷移確率に基づく電力評価に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      大庭涼, 星野竜, 宮瀬紘平, 温暁青, 梶原誠司
    • 学会等名
      信学技報, Vol. 120, No. 236, DC2020-33
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] メモリのサイズおよび形状に起因するロジック部の高消費電力エリア特定に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      高藤大輝, 星野龍, 宮瀬紘平, 温暁青, 梶原誠司
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告, DC2020-72
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] A Novel High Performance Scan-Test-Aware Hardened Latch Design2020

    • 著者名/発表者名
      R. Ma, S. Holst, X. Wen, A. Yan, H. Xu,
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告, DC2020-71
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] メモリ搭載LSIに対するロジック部の消費電力解析に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      児玉優也, 宮瀬紘平, 高藤大輝, 温暁青, 梶原誠司
    • 学会等名
      信学技報, Vol. 119, No. 420, DC2019-93
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] LSIの高消費電力エリアに対する信号値遷移制御率向上に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      史傑, 宮瀬紘平, 温暁青, 梶原誠司
    • 学会等名
      信学技報, Vol. 119, No. 420, DC2019-94
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ower-Aware Testing for Low-Power VLSI Circuits2019

    • 著者名/発表者名
      X. Wen
    • 学会等名
      IEEE Int'l Conf. on Electron Devices and Solid-State Circuits
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Static Method for Analyzing Hotspot Distribution on the LSI2019

    • 著者名/発表者名
      K. Miyase, Y. Kawano, S.-K. Lu, X. Wen, S. Kajihara
    • 学会等名
      IEEE Int'l Test Conf. in Asia
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Targeted Partial-Shift For Mitigating Shift Switching Activity Hot-Spots During Scan Test2019

    • 著者名/発表者名
      S. Holst, S. Shi, and X. Wen
    • 学会等名
      IEEE Pacific Rim Int'l Symp. on Dependable Computing
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Variation-Aware Small Delay Fault Diagnosis on Compacted Failure Data2019

    • 著者名/発表者名
      S. Holst, E. Schneider, M. A. Kochte, X. Wen, H.-J. Wunderlich
    • 学会等名
      Int'l Test Conf.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Single-Event Double-Upset Self-Recoverable and Single-Event Transient Pulse Filterable Latch Design for Low Power Applications2019

    • 著者名/発表者名
      A. Yan, Z. Wu, K. Yang, Y. Ling, X. Wen
    • 学会等名
      22nd Design, Automation and Test in Europe
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Scan Chain Grouping for Mitigating IR-Drop-Induced Test Data Corruption2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Zhang, S. Holst, X. Wen, K. Miyase, S. Kajihara, J. Qian
    • 学会等名
      第11回LSIテストセミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] LSIのホットスポット分布の解析に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      河野雄大, 宮瀬紘平, 呂學坤, 温暁青, 梶原誠司
    • 学会等名
      電子情報通信学会ディペンダブルコンピューティン研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Small Delay Fault Diagnosis on Compacted Responses2019

    • 著者名/発表者名
      S. Holst, E. Schneider, M. A. Kochte, X. Wen, H.-J. Wunderlich
    • 学会等名
      第80回 FTC 研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Clock-Skew-Aware Scan Chain Grouping for Mitigating Shift Timing Failures in Low-Power Scan Testing2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Zhang, X. Wen, S. Holst, K. Miyase, S. Kajihara, H.-J. Wunderlich, J. Qian
    • 学会等名
      IEEE Asian Test Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bit-Flip Errors Detection using Random Partial Don't-Care Keys for a Soft-Error-Tolerant TCAM2018

    • 著者名/発表者名
      I. Syafalni, T. Sasao, X. Wen
    • 学会等名
      27th International Workshop on Logic and Synthesis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Impact of Production Defects on the Soft-Error Tolerance of Hardened Latches2018

    • 著者名/発表者名
      S. Holst, R. Ma, X. Wen
    • 学会等名
      IEEE European Test Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Impact of Production Defects on the Soft-Error Tolerance of Hardened Latches2018

    • 著者名/発表者名
      S. Holst, R. Ma, X. Wen
    • 学会等名
      第17 回情報科学技術フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Scan Chain Grouping for Mitigating IR-Drop-Induced Test Data Corruption2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Zhang, S. Holst, X. Wen, K. Miyase, S. Kajihara, J. Qian
    • 学会等名
      第17 回情報科学技術フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Locating Hot Spot with Justification Techniques in a Layout Design2017

    • 著者名/発表者名
      K. Miyase, Y. Kawano, X. Wen, S. Kajihara
    • 学会等名
      Proc. of IEEE Workshop on RTL and High Level Testing
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Scan Chain Grouping for Mitigating IR-Drop-Induced Test Data Corruption2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Zhang, S. Holst, X. Wen, K. Miyase, S. Kajihara, J. Qian
    • 学会等名
      Proc. of IEEE Asian Test Symp.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis and Mitigation of IR-Drop Induced Scan Shift-Errors2017

    • 著者名/発表者名
      S. Holst, E. Schneiderz, H. Kawagoe, M. A. Kochtez, K. Miyase, H.-J. Wunderlichz, S. Kajihara, X. Wen
    • 学会等名
      Proc. of IEEE Int'l Test Conf.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-05-20  

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