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潜在性能を極限まで引き出す自律性能制御VLSI

研究課題

研究課題/領域番号 18J12044
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
研究機関大阪大学

研究代表者

増田 豊  大阪大学, 情報科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード省電力設計 / 高信頼設計 / 適応的速度制御 / MTTF 考慮設計
研究実績の概要

申請者は、微細化に起因する性能ばらつき、信頼性劣化などの現在の半導体業界が直面している問題を解決するため、適応的速度制御の研究に着手した。速度制御の実用化について多角的な視点から俯瞰し、最重要技術要素である設計手法の確立に取り組んだ。
従来研究では速度制御機構をいかに設計するかのみに注目していたが、申請者は速度制御機構と制御対象回路の一体最適化に取り組み、その設計手法を提案した。速度制御機構の設計では、代表的なセンサであるレプリカとエラー予告 FF (Flip-Flop) に着目し、両センサの優劣を数年の寿命制約下での電源電圧削減効果に基づき、定量的に議論した。また、センサを活用するために、活性化確率とタイミング違反率の両者を考慮した挿入手法を提案した。
制御対象回路の設計では、センサの観測箇所を削減しつつ省電力化・長寿命化を高めるために、活性化考慮スラック割当手法を提案した。一体最適設計により、従来設計から 38.0% 電力を削減した。
研究成果については、VLSI CAD 分野で世界最高峰・最難関の国際会議 IEEE/ACM International Conference on Computer-Aided Design (ICCAD) において筆頭著者として発表した他、VLSI CAD 分野で最高水準の英文誌 IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems にて掲載されている。
また、国内学会 DA シンポジウムにおいても筆頭著者として発表しており、情報処理学会 山下記念研究賞、IEEE CEDA All Japan Joint Chapter Academic Research Award 、システムLSI 設計技術研究会2017 年度最優秀発表学生賞などを受賞している。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] MTTF-aware Design Methodology of Adaptively Voltage Scaled Circuit with Timing Error Predictive Flip-Flop2019

    • 著者名/発表者名
      Masuda Yutaka、Hashimoto Masanori
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Activation-Aware Slack Assignment for Time-to-Failure Extension and Power Saving2018

    • 著者名/発表者名
      Masuda Yutaka、Onoye Takao、Hashimoto Masanori
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems

      巻: 26 号: 11 ページ: 2217-2229

    • DOI

      10.1109/tvlsi.2018.2862154

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Activation-Aware Slack Assignment (ASA) for Mode-Wise Power Saving in High-End ISP,2019

    • 著者名/発表者名
      Nagayama Jun
    • 学会等名
      Design Automation Conference, Designer/IP Track
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FPGA を用いた動的電源ノイズ下でのエラー予告FF の動作検証2019

    • 著者名/発表者名
      西孝将
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Comparing voltage adaptation performance between replica and in-situ timing monitors2018

    • 著者名/発表者名
      Masuda Yutaka
    • 学会等名
      IEEE/ACM International Conference on Computer-Aided Design
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] エラー予告FF とレプリカの電圧マージン制御性能の定量的比較2018

    • 著者名/発表者名
      増田豊
    • 学会等名
      情報処理学会DA シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 性能ばらつきを克服する適応的電圧制御の設計と製造後テスト手法2018

    • 著者名/発表者名
      増田豊
    • 学会等名
      電子情報通信学会LSI とシステムのワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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