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アダプティブ故障診断における故障診断時間の短縮に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K11877
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
研究機関愛媛大学

研究代表者

樋上 喜信  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (40304654)

研究分担者 稲元 勉  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 講師 (10379513)
高橋 寛  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (80226878)
王 森レイ  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 講師 (90735581)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード故障診断 / テスト容易化設計 / 故障辞書 / 機械学習 / テストポイント / 出力圧縮 / ニューラルネットワーク / テストパターン / 組込み自己テスト / LSIテスト / アダプティブ故障診断 / LSIの故障診断 / フィールドテスト / テストパターン生成 / 出力応答圧縮
研究開始時の研究の概要

本研究では,出力応答に応じてテストパターンを印加するようなアダプティブ故障診断を想定し,故障診断時間が短縮する手法を開発する.開発する手法は,アダプティブ故障診断におけるテストパターン選択法,出力応答を比較する時間を短縮するための出力応答圧縮法,故障位置を1か所に絞り込むためのテストパターン生成法である.

研究成果の概要

本研究では、LSI(大規模集積回路)において故障位置を推定する故障診断に関する手法を開発した。具体的には、故障辞書を圧縮する手法、テストポイントを挿入する手法、機械学習に基づく故障診断手法を開発した。故障辞書とは、仮定する故障が存在した場合の外部出力値を記録したもので、故障診断時間は短いが、大量のメモリ容量を必要とする。そこで、本研究では故障辞書を圧縮することによって、メモリ容量を削減した。また、故障辞書圧縮によって故障診断性能が低下する場合があり、テストポイントを挿入することによって、故障診断性能を向上させた。さらに、機械学習によって故障辞書を用いず短時間で故障診断を実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

LSIの故障診断の結果は、2通りの活用法がある。1つは、故障診断位置や原因を解析することで、LSI設計・製造上の問題を発見し、それを改善することで歩留まり向上を実現することができる。もう1つは、実稼働中のシステムにおいて、故障位置から故障の影響する外部出力を推定することによって、故障影響のない外部出力のみを用いてシステムを稼働させることができる。これによって、故障が発見されても、システムを停止させることなく、縮小した機能でシステムを稼働させることができる。以上のように、本研究は、LSIの生産性向上、コンピュータシステム信頼性向上などに貢献する。

報告書

(6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
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 5件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [国際共同研究] ウィスコンシン大学 マディソン校(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Wisconsin - Madison(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Wisconsin - Madison(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Wisconsin - Madison(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Wisconsin - Madison(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Improving of Fault Diagnosis Ability by Test Point Insertion and Output Compaction2023

    • 著者名/発表者名
      Higami Yoshinobu、Inamoto Tsutomu、Wang Senling、Takahashi Hiroshi、Saluja Kewal K.
    • 雑誌名

      Proc. in 2023 International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers, and Communications (ITC-CSCC)

      巻: - ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/itc-cscc58803.2023.10212844

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Machine Learning Based Fault Diagnosis for Stuck-at Faults and Bridging Faults2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Higami, Takaya Yamauchi, Tsutomu Inamoto, Senling Wang, Hiroshi Takahashi, Kewal K. Saluja
    • 雑誌名

      Proceedings of International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications

      巻: - ページ: 477-480

    • DOI

      10.1109/itc-cscc55581.2022.9894966

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Preliminary Study on Noise-Resilient Artificial Neural Networks for On-Chip Test Generation2022

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Inamoto, Tomoki Nishino, Senling Wang, Yoshinobu Higami and Hiroshi Takahashi
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE 11th Global Conference on Consumer Electronics

      巻: - ページ: 561-565

    • DOI

      10.1109/gcce56475.2022.10014218

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Compaction of Fault Dictionary without Degrading Diagnosis Ability,2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Higami, Tomokazu Nakamura, Tsutomu Inamoto, Senling Wang, Hiroshi Takahashi, Kewal K. Saluja
    • 雑誌名

      Proceedings of International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications

      巻: - ページ: 51-54

    • DOI

      10.1109/itc-cscc52171.2021.9501474

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Preliminary Evaluation of Artificial Neural Networks as Test Pattern Generators for BIST2021

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Inamoto, Kazuki Ohtomo, and Yoshinobu Higami
    • 雑誌名

      Proceedings of International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications

      巻: - ページ: 307-310

    • DOI

      10.1109/itc-cscc52171.2021.9501263

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formulation of a Test Pattern Measure that Counts Distinguished Fault-Pairs for Circuit Fault Diagnosis2020

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Inamoto and Yoshinobu Higami
    • 雑誌名

      IEICE Trans. on Fundamentals

      巻: E103-A ページ: 1456-1463

    • NAID

      130007948287

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduction of Fault Dictionary Size by Optimizing the Order of Test Patterns Application2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Higami, Tsutomu Inamoto, Senling Wang, Hiroshi Takahashi, Kewal K. Saluja
    • 雑誌名

      Proc. Int. Technical Conf. on Circuits/Systems, Computers and Communications

      巻: - ページ: 131-136

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Regeneration of Test Patterns for BIST by Using Artificial Neural Networks2020

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Inamoto, Yoshinobu Higami
    • 雑誌名

      Proc. Int. Technical Conf. on Circuits/Systems, Computers and Communications

      巻: - ページ: 137-140

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Compact Dictionaries for Reducing Compute Time in Adaptive Diagnosis2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Higami, Tomokazu Nakamura, Tsutomu Inamoto, Senling Wang, Hiroshi Takahashi, Kewal K Saluja
    • 雑誌名

      Proceedings Internationa Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications

      巻: - ページ: 525-528

    • DOI

      10.1109/itc-cscc.2019.8793429

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Application of Convolutional Neural Networks to RegenerateDeterministic Test Pattern for BIST2019

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Inamoto and Yoshinobu Higami
    • 雑誌名

      Proceedings Internationa Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications

      巻: - ページ: 523-524

    • DOI

      10.1109/itc-cscc.2019.8793374

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 畳み込みニューラルネットワークを用いたテストパターンの再生2019

    • 著者名/発表者名
      稲元 勉, 樋上 喜信
    • 雑誌名

      第32回 回路とシステムワークショップ (KWS 32) 論文集

      巻: - ページ: 234-239

    • NAID

      40021991413

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 圧縮優先度の近似的計算による故障辞書の圧縮処理時間の短縮2022

    • 著者名/発表者名
      濱野郁也,稲元勉,樋上喜信
    • 学会等名
      令和4年度電気・電子・情報関係学会四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習を用いた複数故障モデルの故障診断2021

    • 著者名/発表者名
      山内崇矢,稲元勉,王森レイ,樋上喜信,高橋寛
    • 学会等名
      令和3年度電気・電子・情報関係学会四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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