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システムセルフリカバリー機能を有する不揮発FPGAアーキテクチャの構築

研究課題

研究課題/領域番号 25870067
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 計算機システム
電子デバイス・電子機器
研究機関東北大学

研究代表者

鈴木 大輔  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (00574675)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2013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FPGA / 不揮発ロジック / MTJ素子 / 低消費電力 / ロジックインメモリ / 耐災害性 / 高信頼 / 計算機アーキテクチャ / ロジックインメモリ回路 / VLSI / スピントロニクス
研究成果の概要

本課題は,自然災害などによる電源喪失に対してロバストな不揮発field-programmable gate array (FPGA)を実現することを目的としている.まず,不揮発記憶素子の一種であるMTJ (Magnetic Tunnel Junction)素子を活用することで,種々のFPGA基本回路の高エネルギー効率化を行った.また,回路の内部状態をMTJ素子に確実にバックアップするためSelf-terminated機構を考案した.上記基本回路IP群をVerilog-to-routing (VTR)に組み込むことで,目的の不揮発FPGA実現およびその評価環境構築が達成された.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件) 備考 (5件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Magnetic-tunnel-junction based low-energy nonvolatile flip-flop using an area-efficient self-terminated write driver2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Suzuki and Takahiro Hanyu
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 117 号: 17

    • DOI

      10.1063/1.4906760

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nonvolatile Field-Programmable Gate Array Using 2-Transistor-1-Magnetic-Tunnel-Junction-Vell-Based Multi-Context Array for Power and Area Efficient Dynamically Reconfigurable Logic2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Suzuki and Takahiro Hanyu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 号: 4S ページ: 04DE01-04DE01

    • DOI

      10.7567/jjap.54.04de01

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cost-Efficient Self-Terminated Write Driver for Spin-Transfer-Torque RAM and Logic2014

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Suzuki, Masanori Natsui, Akira Mochizuki, and Takahiro Hanyu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 50 号: 11 ページ: 3402104-3402104

    • DOI

      10.1109/tmag.2014.2322387

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Energy-Efficient and Highly-Reliable Nonvolatile FPGA Using Self-Terminated Power-Gating Scheme2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Suzuki and Takahiro Hanyu
    • 学会等名
      2016 IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-Terminated 機構に基づくMTJ 書込み回路とその乱数生 成器への応用2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木大輔,羽生貴弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会2016総合大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2016-03-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Design of an MTJ-based nonvolatile lookup table circuit using an energy-efficient single-ended logic-in-memory structure2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Suzuki and Takahiro Hanyu
    • 学会等名
      2015 IEEE 58th International Midwest Symposium on Circuits and Systems
    • 発表場所
      Fort Collins, Colorado USA
    • 年月日
      2015-08-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ロジックインメモリベース不揮発FPGA用電源制御モジュールの設計2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木 大輔,田畑祐樹, 羽生 貴弘
    • 学会等名
      2015年電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス (滋賀県草津市)
    • 年月日
      2015-03-10 – 2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] MTJ-Based Low-Energy Nonvolatile Flip-Flop Using Area-Efficient Self-Terminated Write Driver2014

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Suzuki and Takahiro Hanyu
    • 学会等名
      59th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • 発表場所
      Hawaii (America)
    • 年月日
      2014-11-03 – 2014-11-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] A Nonvolatile FPGA Using MTJ-Based Logic-in-Memory Structure for Ultra Low-Power Reconfigurable Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Suzuki and Takahiro Hanyu
    • 学会等名
      International Workshop on Electronics and Communications
    • 発表場所
      Chengdu (China)
    • 年月日
      2014-10-27 – 2014-10-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Nonvolatile FPGA Using 2T-1MTJ-Cell-Based Multi-Context Array for Power and Area Efficient Dynamically Reconfigurable Logic2014

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Suzuki and Takahiro Hanyu
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Material
    • 発表場所
      つくば国際会議場 (茨城県つくば市)
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Optimally Self-Terminated Compact Switching Circuit Using Continuous Voltage Monitoring Achieving High Read Margin for STT MRAM and Logic2014

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Suzuki, Masanori Natsui, Akira Mochizuki, and Takahiro Hanyu
    • 学会等名
      IEEE International Magnetic Conference
    • 発表場所
      Dresden (Germany)
    • 年月日
      2014-05-04 – 2014-05-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Optimally Self-Terminated Compact Switching Circuit Using Continuous Voltage Monitoring Achieving High Read Margin for STT MRAM and Logic2014

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Suzuki, Masanori Natsui, Akira Mochizuki, and Takahiro Hanyu
    • 学会等名
      IEEE Intermag 2014
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] MTJ素子を用いた不揮発FPGAの電力効率最適化手法2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木大輔,夏井雅典,望月明,羽生貴弘
    • 学会等名
      デザインガイア2013 -VLSI設計の新しい大地-
    • 発表場所
      鹿児島県鹿児島市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 東北大学電気通信研究所 羽生・夏井研究室

    • URL

      http://www.ngc.riec.tohoku.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 東北大学 国際集積エレクトロニクス研究開発センター

    • URL

      http://www.cies.tohoku.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 東北大学 省エネルギー・スピントロニクス集積化システムセンター

    • URL

      http://www.csis.tohoku.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 羽生研究室WEBページ

    • URL

      http://www.ngc.riec.tohoku.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] researchmap

    • URL

      http://researchmap.jp/DSK0213/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [産業財産権] 抵抗変化型記憶素子へのデータ書き込み装置2014

    • 発明者名
      羽生貴弘,鈴木大輔,夏井雅典,望月明
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-060901
    • 出願年月日
      2014-03-24
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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