不揮発性素子を用いたＰＶＴバラつきフリーＶＬＳＩシステムの基盤研究

• 研究課題/領域番号: 22360137
• 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: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 羽生 貴弘 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (40192702)
• 研究分担者: 夏井 雅典 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (10402661)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円); 2013年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2012年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2011年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2010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: 回路設計技術 / 集積回路 / バラつき補正技術 / 新機能デバイス / 最適化技術

研究概要

本研究課題では，設計マージンのリラックス化，ならびに総合的なVLSIの高性能化・高歩留り化を実現する新概念VLSI設計技術の構築を目的とし，不揮発性記憶素子とシリコン集積回路を組み合わせることで製造後および動作中に集積回路の特性を調整できるPVTバラつきフリー回路方式，ならびに上述したバラつきを十分小さくする回路パラメータ自動調整技術に関する研究を行った．

研究成果

• [雑誌論文] Design of Process-Variation-Resilient Analog Basic Components Using Magnetic-Tunnel-Junction Devices (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Natsui and T. Hanyu
  • 雑誌名: Journal of Multiple-Valued Logic and Soft Computing 巻: Vol.21, No.5-6 ページ: 597-608
  • URL: http://www.oldcitypublishing.com/pdf/3498
  • 査読あり
• [雑誌論文] MTJ/MOS-Hybrid Logic-Circuit Design Flow for Nonvolatile Logic-in-Memory LSI (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Natsui, N. Sakimura, T. Sugibayashi, and T. Hanyu
  • 雑誌名: 2013 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS2013) ページ: 105-108
  • DOI: 10.1109/iscas.2013.6571793
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Evaluation of a Differential Switching Gate for Low-Voltage Applications (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Natsui, K. Kashiuchi, and T. Hanyu
  • 雑誌名: 43rd IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic (ISMVL2013) ページ: 147-151
  • DOI: 10.1109/ismvl.2013.23
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of Process-Variation-Resilient Analog Basic Components Using Magnetic-Tunnel-Junction Devices (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Natsui
  • 雑誌名: Journal of Multiple-Valued Logic and Soft Computing 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Evaluation of a Differential Switching Gate for Low-Voltage Applications (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Natsui
  • 雑誌名: Proceedings of the 43rd IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-Energy Pipelined Multiple-Valued Current-Mode Circuit Based on Current-Level Control Technique (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Natsui, T. Arimitsu and T. Hanyu
  • 雑誌名: Journal of Multiple-Valued Logic and Soft Computing 巻: Vol.19, No.1-3 ページ: 219-231
  • URL: http://www.oldcitypublishing.com/pdf/2910
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scalable Serial-Configuration Scheme for MTJ/MOS-Hybrid Variation-Resilient VLSI System (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Natsui and T. Hanyu
  • 雑誌名: 10th IEEE International NEWCAS Conference (NEWCAS2012) ページ: 97-100
  • DOI: 10.1109/newcas.2012.6328965
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variation-Resilient Current-Mode Logic Circuit Design Using MTJ Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kim, M. Natsui and T. Hanyu
  • 雑誌名: 2012 IEEE International Symposium on Circuits & Systems (ISCAS2012) ページ: 2705-2708
  • DOI: 10.1109/iscas.2012.6271866
  • 査読あり
• [雑誌論文] Process-Variation-Resilient OTA Using MTJ-Based Multi-Level Resistance Control (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Natsui, T. Nagashima, and T. Hanyu
  • 雑誌名: 42nd IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic (ISMVL2012) ページ: 214-219
  • DOI: 10.1109/ismvl.2012.52
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scalable Serial-Configuration Scheme for MTJ/MOS-Hybrid Variation-Resilient VLSI System (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Natsui
  • 雑誌名: Proceedings of the 10th IEEE International NEWCAS Conference 巻: - ページ: 97-100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Process-Variation-Resilient OTA Using MTJ-Based Multi-Level Resistance Control (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Natsui
  • 雑誌名: Proceedings of the 42nd IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic 巻: - ページ: 214-219
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variation-Resilient Current-Mode Logic Circuit Design Using MTJ Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kim
  • 雑誌名: Proceedings of the 2012 IEEE International Symposium on Circuits & Systems 巻: - ページ: 2705-2708
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variation-Resilient Current-Mode Logic Circuit Design Using MTJ Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Kim, M.Natsui, T.Hanyu
  • 雑誌名: Proceedings of 2012 IEEE International Symposium on Circuits & Systems 巻: (掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Process-Variation-Resilient OTA Using MTJ-Based Multi-Level Resistance Control (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Natsui, T.Nagashima, T.Hanyu
  • 雑誌名: Proceedings of the 42nd IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic 巻: (掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-Energy Pipelined Multiple-Valued Current-Mode Circuit Based on Current-Level Control Technique (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Natsui, T.Arimitsu, T.Hanyu
  • 雑誌名: Journal of Multiple-Valued Logic and Soft Computing 巻: (未定)(掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] MTJ-Based Optimal Vth-Tuning Technique for a Process-Variation-Aware VLSI processor (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Natsui, Y. Kim and T. Hanyu
  • 雑誌名: The 56th Magnetism and Magnetic Materials Conference (MMM2011) ページ: 480-481
  • URL: http://www.magnetism.org/
  • 査読あり
• [雑誌論文] MTJ-Based Optimal Vth-Tuning Technique for a Process-Variation-Aware VLSI processor (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Natsui, Y.Kim, T.Hanyu
  • 雑誌名: Proceedings of the 56th Magnetism and Magnetic Materials Conference ページ: 480-481
  • 査読あり
• [学会発表] Design of a Low-Voltage Logic Gate Based on Differential-Pair Circuitry (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kashiuchi, M. Natsui, and T. Hanyu
  • 学会等名: 2013 International Workshop on Emerging ICT
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] MTJ素子を用いた不揮発ロジックLSIの低電力化に関する一考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 夏井雅典, 荒木敦司, 羽生貴弘
  • 学会等名: 多値論理研究ノート
  • 発表場所: 兵庫
  • 年月日: 2013-09-14
• [学会発表] Design and Evaluation of a Differential Switching Gate for Low-Voltage Applications (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Natsui, K. Kashiuchi, and T. Hanyu
  • 学会等名: 43rd IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic (ISMVL2013)
  • 発表場所: Toyama, Japan
• [学会発表] MTJ/MOS-Hybrid Logic-Circuit Design Flow for Nonvolatile Logic-in-Memory LSI (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Natsui, N. Sakimura, T. Sugibayashi, and T, Hanyu
  • 学会等名: 2013 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS2013)
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] MTJ 素子を用いた不揮発ロジックLSI の低電力化に関する一考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 夏井雅典，荒木敦司，羽生貴弘
  • 学会等名: 第36回多値論理フォーラム
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] 低電圧動作差動論理基本ゲートの構成に関する一考察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 樫内清弘, 夏井雅典, 羽生貴弘
  • 学会等名: 多値論理研究ノート
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2012-09-15
• [学会発表] 低スイッチング電力基本論理ゲートの構成に関する一考察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 樫内清弘, 夏井雅典, 羽生貴弘
  • 学会等名: 平成24年度電気関係学会東北支部連合大会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 2012-08-30
• [学会発表] Design of an MTJ-Based Variation-Resilient Basic Gate of Differential Logic (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kim, M. Natsui and T. Hanyu
  • 学会等名: 平成24年度電気関係学会東北支部連合大会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 2012-08-30
• [学会発表] Fundamental Technologies of High-Performance VLSI Processor for Multimedia Applications (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Hanyu, M.Natsui, A.Matsumoto
  • 学会等名: The 5th International Symposium and The 4th Student-Organizing International Mini-Conference on Information Electronics Systems
  • 発表場所: 仙台ウエスティンホテル
  • 年月日: 2012-02-23
• [学会発表] Vth補償機能を有するMOS/MTJハイブリッド電流モードロジックとその最適化 (2012)
  • 著者名/発表者名: キムヨンクン, 夏井雅典, 羽生貴弘
  • 学会等名: 第25回多値論理とその応用研究会
  • 発表場所: 宮崎
  • 年月日: 2012-01-08
• [学会発表] Vth補償機能を有するMOS/MTJハイブリッド電流モードロジックとその最適化 (2012)
  • 著者名/発表者名: キム ヨンクン, 夏井雅典, 羽生貴弘
  • 学会等名: 第25回多値論理とその応用研究会
  • 発表場所: 宮崎観光ホテル
  • 年月日: 2012-01-08
• [学会発表] 低電圧動作差動論理基本ゲートの構成に関する一考察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 樫内 清弘
  • 学会等名: 多値論理研究ノート
  • 発表場所: 富山国際会議場 大手町フォーラム
• [学会発表] Design of an MTJ-Based Variation-Resilient Basic Gate of Differential Logic (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kim
  • 学会等名: 平成24年度電気関係学会東北支部連合大会
  • 発表場所: 秋田県立大学本荘キャンパス
• [学会発表] 低スイッチング電力基本論理ゲートの構成に関する一考察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 樫内 清弘
  • 学会等名: 平成24年度電気関係学会東北支部連合大会
  • 発表場所: 秋田県立大学本荘キャンパス
• [学会発表] Evaluation of Vth-Variation Effect on Multiple-Valued Current-Mode Circuits (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kashiuchi, M. Natsui, and T. Hanyu
  • 学会等名: Proceedings of 2011 China-Korea-Japan Electronics and Communications Conference
  • 発表場所: University of Electronic Science and Technology of China, China
  • 年月日: 2011-10-27
• [学会発表] Evaluation of Vth-Variation Effect on Multiple-Valued Current-Mode Circuits (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Kashiuchi, M.Natsui, T.Hanyu
  • 学会等名: 2011 China-Korea-Japan Electronics and Communications Conference
  • 発表場所: 中国,成都
  • 年月日: 2011-10-27
• [学会発表] 可変抵抗素子を用いたポストプロセスばらつき補償機能付きOTAの検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長嶋孝晃, 夏井雅典, 桝井昇一, 羽生貴弘
  • 学会等名: 平成23年度電気関係学会東北支部連合大会
  • 発表場所: 宮城
  • 年月日: 2011-08-26
• [学会発表] 不揮発性可変抵抗素子を用いたLSIパラメータばらつき最小化アルゴリズムの検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: キムヨンクン, 夏井雅典, 羽生貴弘
  • 学会等名: 平成23年度電気関係学会東北支部連合大会
  • 発表場所: 宮城
  • 年月日: 2011-08-26
• [学会発表] 不揮発性可変抵抗素子を用いたLSIパラメータばらつき最小化アルゴリズムの検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: キム ヨンクン, 夏井雅典, 羽生貴弘
  • 学会等名: 平成23年度電気関係学会東北支部連合大会
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2011-08-26
• [学会発表] 可変抵抗素子を用いたポストプロセスばらつき補償機能付きOTAの検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長嶋孝晃, 夏井雅典, 桝井昇一, 羽生貴弘
  • 学会等名: 平成23年度電気関係学会東北支部連合大会
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2011-08-26
• [学会発表] 不揮発性ロジックインメモリアーキテクチャに基づく高信頼VLSI設計技術 (2011)
  • 著者名/発表者名: 夏井雅典, 羽生貴弘
  • 学会等名: 第73回ニューパラダイムコンピューティング研究会
  • 発表場所: 会津大学
  • 年月日: 2011-07-30
• [学会発表] 不揮発性ロジックインメモリアーキテクチャが拓く新概念VLSI 設計パラダイム (2011)
  • 著者名/発表者名: 夏井雅典, 羽生貴弘
  • 学会等名: LSI とシステムのワークショップ2011
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2011-05-16
• [学会発表] 不揮発性ロジックインメモリアーキテクチャが拓く新概念VLSI設計パラダイム (2011)
  • 著者名/発表者名: 夏井雅典, 羽生貴弘
  • 学会等名: LSIとシステムのワークショップ2011
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2011-05-16
• [学会発表] 不揮発性ロジックインメモリアーキテクチャが拓く新コンピューティングパラダイムの展望 (2011)
  • 著者名/発表者名: 夏井雅典, 羽生貴弘
  • 学会等名: 第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2011-03-24
• [学会発表] MTJ素子を用いた完全並列形不揮発TCAMワード回路の構成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 勝俣翠, 松永翔雲, 夏井雅典, 羽生貴弘
  • 学会等名: 第24回多値論理とその応用研究会
  • 発表場所: 宮城
  • 年月日: 2011-01-08
• [学会発表] MTJ素子を用いた完全並列形不揮発TCAMワード回路の構成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 勝俣翠, 松永翔雲, 夏井雅典, 羽生貴弘
  • 学会等名: 第24回多値論理とその応用研究会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2011-01-08
• [学会発表] High-yield VLSI design using emerging functional devices and its impact (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Natsui
  • 学会等名: 2010 Joint Workshop between Tohoku University and National Tsing Hua University
  • 発表場所: Akiu Resort Hotel Sakan, Sendai, Japan
  • 年月日: 2010-12-15
• [学会発表] High-yield VLSI design using emerging functional devices and its impact (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Natsui
  • 学会等名: 2010 Joint Workshop between Tohoku University and National Tsing Hua University
  • 発表場所: 仙台秋保温泉佐勘
  • 年月日: 2010-12-15
• [学会発表] Design of a Dependable Logic Circuit Using Nonvolatile Programmable Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Kim, M. Natsui and T. Hanyu
  • 学会等名: Japan-China-Korea Conference on Electronics & Communications 2010
  • 発表場所: Tohoku University, Sendai, Japan
  • 年月日: 2010-11-01
• [学会発表] MTJ-Based Nonvolatile Reconfigurable LSI with Fine Grained Power Management (2010)
  • 著者名/発表者名: L. Yuhui, D. Suzuki, M. Natsui and T. Hanyu
  • 学会等名: Japan-China-Korea Conference on Electronics & Communications 2010
  • 発表場所: Tohoku University, Sendai, Japan
  • 年月日: 2010-11-01
• [学会発表] MTJ-Based Nonvolatile Reconfigurable LSI with Fine Grained Power Management (2010)
  • 著者名/発表者名: L.Yuhui, D.Suzuki, M.Natsui, T.Hanyu
  • 学会等名: Japan-China-Korea Conference on Electronics & Communications 2010
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2010-11-01
• [学会発表] Design of a Dependable Logic Circuit Using Nonvolatile Programmable Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kim, M.Natsui, T.Hanyu
  • 学会等名: Japan-China-Korea Conference on Electronics & Communications 2010
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2010-11-01
• [学会発表] MTJ素子を用いた低消費電力不揮発性TCAMのパワーゲーティング手法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松永翔雲, 夏井雅典, 羽生貴弘
  • 学会等名: 多値論理研究ノート
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2010-09-11
• [学会発表] MTJ素子を用いた低消費電力不揮発性TCAMのパワーケーディング手法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松永翔雲, 夏井雅典, 羽生貴弘
  • 学会等名: 第33回多値論理フォーラム
  • 発表場所: 広島市まちづくり市民交流プラザ
  • 年月日: 2010-09-11
• [学会発表] 完全並列形不揮発TCAM向けワード回路の構成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 勝俣翠, 松永翔雲, 夏井雅典, 羽生貴弘
  • 学会等名: 平成22年度電気関係学会東北支部連合大会
  • 発表場所: 青森
  • 年月日: 2010-08-26
• [学会発表] 完全並列形不揮発TCAM向けワード回路の構成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 勝俣翠, 松永翔雲, 夏井雅典, 羽生貴弘
  • 学会等名: 平成22年度電気関係学会東北支部連合大会
  • 発表場所: 八戸工業大学
  • 年月日: 2010-08-26
• [学会発表] Fundamental Technologies towards New Paradigm VLSI Computing (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hanyu, M.Natsui, A.Matsumoto, S.Matsunaga, N.Onizawa, D.Suzuki
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Information Electronics Systems
  • 発表場所: 仙台エクセルホテル東急
  • 年月日: 2010-07-08
• [学会発表] Process-Variation-Aware VLSI Design Using an Emerging Functional Devices and Its Impact (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Natsui and T. Hanyu
  • 学会等名: Booklet of the 19th International Workshop on Post-Binary ULSI Systems
  • 発表場所: Casa Convalescencia, Barcelona, Spain
  • 年月日: 2010-05-28
• [学会発表] Process-Variation-Aware VLSI Design Using an Emerging Functional Devices and Its Impact (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Natsui, T.Hanyu
  • 学会等名: 19th International Workshop on Post-Binary ULSI Systems
  • 発表場所: スペイン,バルセロナ
  • 年月日: 2010-05-28
• [備考]
  • URL: http://www.ngc.riec.tohoku.ac.jp/