| 研究課題/領域番号 |
19K11888
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分60040:計算機システム関連
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| 研究機関 | 中京大学 |
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研究代表者 |
鬼頭 信貴 中京大学, 工学部, 准教授 (90630997)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 超伝導ディジタル回路 / パルス論理 / 単一磁束量子回路 / テクノロジマッピング / 設計自動化 / RSFQ回路 / 論理設計 / 超伝導 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
半導体CMOS回路での演算性能向上が難しいことから、新デバイスにより性能の向上を目指す動きが加速している。本研究は超高速かつ省エネルギな超伝導単一磁束量子(RSFQ)回路のためのパルス論理を活用した論理回路設計自動化手法を明らかにする。熟練設計者の手設計レイアウトや、RSFQ回路の回路設計に関する論文の精査により実際に使用されてきたパルス論理を活用した論理の実現方法を抽出し、論理回路の設計自動化に適用する。このほか、パルス論理を活用したRSFQ回路の自動レイアウト手法の開発も視野に入れる。
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| 研究成果の概要 |
本研究は超高速かつ省エネルギな超伝導単一磁束量子(RSFQ)回路のための論理回路の自動設計手法の開発を目的とする。RSFQ回路が電圧パルスを用いる性質を論理設計に積極的に用いることでコンパクトな回路の実現を目指した。
RSFQ回路では基本的な論理ゲートそれぞれにクロック入力が必要であり、その配線に大きな面積を要する。特定の条件下においてクロック入力が不要なパルス合流素子によりOR演算が可能であることを利用してクロック入力が必要なゲート数を削減する手法を複数提案した。
この他、パルス論理を活用した論理設計の探求のため、パルス論理を生かしたRSFQ回路向け演算回路を提案した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで超伝導単一磁束量子(RSFQ)回路の論理設計自動化は散発的に研究されるだけであった。人手による設計ではRSFQ回路特有の素子を活用しコンパクトな回路を設計するが、本研究課題の開始時点では論理設計自動化に導入する方法は明らかでなく、活用できなかった。
本研究課題によりCB(confluence buffer)素子等のRSFQ回路の特有の素子を論理回路の自動設計で活用可能になった。また、今後に向けての研究課題の整理が進んだ。本課題進行中にも国内外の半導体の設計自動化の研究者が参入しており、超伝導ディジタル回路の設計自動化の研究分野としての確立に貢献した。
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