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次世代集積回路のための自律的タイミング変動補償の理論と設計最適化

研究課題

研究課題/領域番号 18K11211
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60040:計算機システム関連
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

金子 峰雄  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (00185935)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード集積回路 / 信号遅延 / 温度特性 / クロックスキュー / 遅延回路 / セットアップ条件 / ホールド条件 / 組合せ最適化 / 同期式デジタル回路 / 信号伝搬遅延 / 温度依存性 / データパス回路 / 高位合成 / 混合整数線形計画法 / クロック分配 / 混合整数線形計画問題 / 線形モデル / 同期式回路 / 制約グラフ / 遅延変動
研究成果の概要

本研究はデジタル集積回路における信号伝搬遅延の変動に対して、タイミング誤りなく正しく動作し続けるデータパス回路の実現を目指し、自律的クロックスキュー調整技術を利用して、これを実現するものである。特に遅延量の温度特性に起因する変動について、1.温度軸変換関数を用いた線形遅延モデルの提案、2.データパス回路内の遅延量温度依存性とスキュー生成遅延回路の温度依存性を考慮したスキュースケジュール手法の開発、3.温度変動下での高性能化や動作可能温度範囲の拡大を実現する最適なスキュー生成遅延回路の温度依存性の調査、4.温度依存性のスキュー調整に最適なデータパス回路の設計最適化手法の開発をおこなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

集積回路は現在および将来のIT化社会を支える重要な基盤であり、その動作の正確さが安全・健全な社会の根本となる。しかし微細化・高密度化・高速化が進む先端集積回路において、製造ばらつき、回路動作や使用環境による温度ばらつき、電源電圧変動などによるタイミング変動が正常動作に及ぼす影響は益々重大かつセンシティブになっている。本研究は、学術的には変動するパラメータを含むシステムの安定的動作の理論に貢献するものであり、社会的にはより堅固なIT基盤を提供することによって、安心・安全性に寄与するものである。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] タイミング調整に優れたデータパス回路のための高位合成手法2024

    • 著者名/発表者名
      金子峰雄
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 VLSI設計技術研究会 技術報告

      巻: VLD2023-101 ページ: 12-17

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 資源割当と遅延量分布の関係を考慮したスキュー調整型高位合成2023

    • 著者名/発表者名
      金子峰雄
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 VLSI設計技術研究会 技術報告

      巻: VLD2022-89 ページ: 97-102

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 温度依存タイミングスキューを考慮したデータパス高位合成手法2022

    • 著者名/発表者名
      金子峰雄
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 VLSI設計技術研究会 技術報告

      巻: VLD2021-79 ページ: 19-24

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ばらつきと戦う集積回路設計―仕掛けと最適化―2021

    • 著者名/発表者名
      金子峰雄
    • 雑誌名

      電子情報通信学会CAS研究会技術報告

      巻: CAS2020-76 ページ: 23-28

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Insertion-Based Procedural Construction and Optimization of Parallel Prefix Adders2020

    • 著者名/発表者名
      Mineo Kaneko
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE International Symposium on Circuits and Systems

      巻: ISCAS2020 ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2グラフ制約表現による温度依存クロック・スキュースケジュール2020

    • 著者名/発表者名
      金子峰雄
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 VLSI設計技術研究会 技術報告

      巻: VLD2019-104 ページ: 59-64

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Two-Graph Approach to Temperature Dependent Skew Scheduling2020

    • 著者名/発表者名
      Mineo Kaneko
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on Quality Electronic Design

      巻: ISQED2020 ページ: 432-437

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 制限付温度依存クロックスキューによるタイミング補正2019

    • 著者名/発表者名
      金子峰雄
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 VLSI設計技術研究会技術報告

      巻: VLD2018-103 ページ: 61-66

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Macro Construction Rules and Optimization for Long Bit Parallel Prefix Adders2023

    • 著者名/発表者名
      Mineo Kaneko
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Circuits and Systems
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2グラフ制約表現による温度依存クロック・スキュースケジュール2020

    • 著者名/発表者名
      金子峰雄
    • 学会等名
      電子情報通信学会 VLSI設計技術研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Two-Graph Approach to Temperature Dependent Skew Scheduling2020

    • 著者名/発表者名
      Mineo Kaneko
    • 学会等名
      International Symposium on Quality Electronic Design
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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