ばらつきに対応したＳＲＡＭの動作安定化に関する研究

• 研究課題/領域番号: 23560423
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 大阪工業大学
• 研究代表者: 牧野 博之 大阪工業大学, 情報科学部, 教授 (50454038)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 電子デバイス / 集積回路 / SRAM / しきい値電圧 / ばらつき / 動作安定化 / スピードセンサ / 電圧発生器 / しきい値 / 電圧 / リングオシレータ / 書き込み / 読み出し

研究概要

トランジスタのしきい値電圧のばらつきによってSRAMが動作不良となる問題に対して、SRAMを救済し歩留まりを向上させる手法を確立した。この手法は、まずしきい値電圧の仕上がり値を検知し、次にこれに応じて最適な電圧をSRAMに与えるという2段階からなり、これによって従来は動作不良となっていたSRAMを動作可能とすることができる。本手法を実現するために、しきい値電圧の新たな検知方法を提案するとともに、しきい値とSRAMに与える最適電圧との関係を明らかにした。最終的にSRAM全体回路を設計し、シミュレーションを行うことによって、提案する手法が有効であることを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] ANALYSIS OF VOLTAGE, CURRENT AND ENERGY DISSIPATION OF STEPWISE ADIABATIC CHARGING OF A CAPACITOR USING A NONRESONANT INDUCTOR CURRENT (2014)
  • 著者名/発表者名: Shunji Nakata, Hiroshi Makino, Ryota Honda, Masayuki Miyama, and Yoshio Matsuda
  • 雑誌名: Journal of Circuits, Systems, and Computers 巻: Volume 23, No. 3 号: 03 ページ: 1450039-1450039
  • DOI: 10.1142/s021812661450039x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increase in Read Noise Margin of Single-bit-line SRAM using Adiabatic Change of Word Line Voltage (2014)
  • 著者名/発表者名: Shunji Nakata, Hiroki Hanazono, Hiroshi Makino, Hiroki Morimura, Masayuki Miyama, and Yoshio Matsuda
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems 巻: Volume 22, Issue 3 号: 3 ページ: 686-690
  • DOI: 10.1109/tvlsi.2013.2247642
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improved Evaluation Method for the SRAM Cell Write Margin by Word Line Voltage Acceleration (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Makino, Naoya Okada, Tetsuya Matsumura, Koji Nii, Tsutomu Yoshimura, Shuhei Iwade and Yoshio Matsuda
  • 雑誌名: Circuits and Systems in Online Journal of Scientific Research Publishing (SCIRP) 巻: Volume 3, No. 3 号: 03 ページ: 242-251
  • DOI: 10.4236/cs.2012.33034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Utilising the normal distribution of the write noise margin to easily predict the SRAM write yield (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Makino, Shunji Nakata, Hirotsugu Suzuki, Shin’ichiro Mutoh, Masayuki Miyama, Tsutomu Yoshimura, Shuhei Iwade and Yoshio Matsuda
  • 雑誌名: IET Circuits, Devices & Systems 巻: Volume 6, Issue 4 号: 4 ページ: 260-270
  • DOI: 10.1049/iet-cds.2012.0090
  • 査読あり
• [雑誌論文] General Stability of Stepwise Waveform of an Adiabatic Charge Recycling Circuit With Any Circuit Topology (2012)
  • 著者名/発表者名: Shunji Nakata, Ryota Honda, Hiroshi Makino, Shin’ichiro Mutoh, Masayuki Miyama and Yoshio Matsuda
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Circuits and Systems-I:Regular Papers 巻: Volume 59, Issue 10 号: 10 ページ: 2301-2314
  • DOI: 10.1109/tcsi.2012.2189054
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reexamination of SRAM Cell Write Margin Definitions in view of Predicting the Distribution (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Makino, S. Nakata, H. Suzuki, S. Mutoh, M. Miyama, T. Yoshimura, S. Iwade, and Y. Matsuda
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Circuits and Systems-II Express Briefs 巻: Volume 58, Issue 4 号: 4 ページ: 230-234
  • DOI: 10.1109/tcsii.2011.2124531
  • 査読あり
• [学会発表] Estimation of Threshold Voltage from Frequency of Ring Oscillator (2014)
  • 著者名/発表者名: Takuya Matsumoto, Hroshi Makino, Tsutomu Yoshimura, Shuhei Iwade, Yoshio Matsuda
  • 学会等名: IEEE The 2014 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai(IMFEDK2014)
  • 発表場所: Ryukoku University Avanti Kyoto Hall, Kyoto(to be presented at)
• [学会発表] Estimation of Threshold Voltage from Frequency of Ring Oscillator (2014)
  • 著者名/発表者名: Takuya Matsumoto, Hroshi Makino, Tsutomu Yoshimura, Shuhei Iwade, and Yoshio Matsuda
  • 学会等名: IEEE The 2014 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai(IMFEDK2014)
  • 発表場所: Ryukoku University
• [学会発表] 2013年度電気関係学会関西連合大会 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松本拓也, 大東士朗, 牧野博之, 吉村勉, 岩出秀平, 松田吉雄
  • 学会等名: トランジスタの閾値電圧検知手法の提案
  • 発表場所: 大阪電気通信大学(G9-0025)
• [学会発表] Expansion of SRAM Operation Margin by Adaptive Voltage Supply (2013)
  • 著者名/発表者名: Kyohei Kishida, Tomohiro Tsujii, Hroshi Makino, Tsutomu Yoshimura, Shuhei Iwade, Yoshio Matsuda
  • 学会等名: Proceedings of IEEE The 2013 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai(IMFEDK2013)
  • 発表場所: Kansai University, Osaka
• [学会発表] Expansion of SRAM Operation Margin by Adaptive Voltage Supply (2013)
  • 著者名/発表者名: Kyohei Kishida, Tomohiro Tsujii, Hroshi Makino, Tsutomu Yoshimura, Shuhei Iwade, and Yoshio Matsuda
  • 学会等名: IEEE The 2013 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai(IMFEDK2013)
  • 発表場所: Kansai University
• [学会発表] エネルギー散逸のないステップ電圧生成回路を用いたキャパシタの高効率充電 (2013)
  • 著者名/発表者名: 細川 淳平、中田 俊司、牧野 博之、吉村 勉、岩出 秀平、深山 正幸、松田 吉雄
  • 学会等名: 2013年度電気関係学会北陸支部連合大会
  • 発表場所: 金沢大学
• [学会発表] トランジスタの閾値電圧検知手法の提案 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松本 拓也、大東 士朗、牧野 博之、吉村 勉、岩出 秀平、松田 吉雄
  • 学会等名: 2013年度電気関係学会関西連合大会
  • 発表場所: 大阪電気通信大学
• [学会発表] ばらつきを考慮したSRAMメモリセルの動作範囲拡大の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岸田京平, 牧野博之, 吉村勉, 岩出秀平, 松田吉雄
  • 学会等名: 2012年電気関係学会関西連合大会
  • 発表場所: 関西大学(9pmD-27)
• [学会発表] Energy Dissipation Reduction during Adiabatic Charging and Discharging with Controlled Inductor Current (2012)
  • 著者名/発表者名: Shunji. Nakata, Ryota Honda., Hiroshi. Makino, Hiroki. Morimura, and Yoshio. Matsuda
  • 学会等名: IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems 2012 (MWSCAS)
  • 発表場所: Boise, Idaho, USA
• [学会発表] WL 電圧シフトによる 電圧シフトによる書込みマージンの加速評価法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡田 尚也、牧野 博之、中田 俊司、吉村 勉、岩出 秀平、深山 正幸、松田 吉雄
  • 学会等名: 2012年度電気関係学会北陸支部連合大会
  • 発表場所: 富山県立大学
• [学会発表] 断熱充電回路を用いた高効率エネルギー蓄電技術の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中田 俊司、本田 良太、牧野 博之、深山 正幸、松田 吉雄
  • 学会等名: 2012年度電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] ばらつきを考慮したSRAMメモリセルの動作範囲拡大の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岸田 京平、牧野 博之、吉村 勉、岩出 秀平、松田 吉雄
  • 学会等名: 2012年電気関係学会関西連合大会
  • 発表場所: 関西大学
• [学会発表] Increasing Static Noise Margin of Single-bit-line SRAM by Lowering Bit-line Voltage during Reading (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Nakata, H. Suzuki, H. Makino, S. Mutoh, M. Miyama, and Y. Matsuda
  • 学会等名: IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems 2011 (MECAS)
  • 発表場所: Yonsei University, Seoul, Korea
• [学会発表] Accelerated Evaluation Method for the SRAM Cell Write Margin using Word Line Voltage Shift (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Makino, Shunji Nakata, H. Suzuki, H. Morimura, S. Mutoh, M. Miyama, T. Yoshimura, S. Iwade, and Y. Matsuda
  • 学会等名: IEEE International Symposium on Integrated Circuits 2011 (ISIC)
  • 発表場所: Suntec International Convention and Exhibition Centre, Singapore
• [図書] 半導体LSI技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 牧野博之、益子洋治、山本秀和
  • 総ページ数: 287
  • 出版者: 共立出版