二次元情報即時処理システム

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07248104
• 研究種目: 重点領域研究
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 浅田 邦博 東京大学, 工学系研究科, 教授 (70142239)
• 研究分担者: 名取 研二 筑波大学, 物理工学系, 教授 (20241789) ; 小柳 光正 東北大学, 工学部, 教授 (60205531) ; 石川 正俊 東京大学, 工学系研究科, 助教授 (40212857) ; 相澤 清晴 東京大学, 工学系研究科, 助教授 (20192453)
• キーワード: ビジョンチップ / 情報圧縮センサー / 4進木構造画像センサー / シリコンウェーハ積層技術 / 微細素子のエネルギー限界 / 条件読み出し方式 / 低消費電力化 / 3次元配線

研究概要

2次元情報の即時処理システムに関し、本年度は高速ビジョンチップ、情報圧縮センサー、4進木構造画像センサー、センサー・イン・ロジック実現の実装技術上のブレークスルーを目指したシリコンウェーハ積層技術、画像データの高速並列処理における実装限界を与える微細素子のエネルギー限界を研究を行った。
高速ビジョンチップの研究では、デジタル処理による高速ビジョンチップのアーキテクチャと処理アルゴリズムを検討し、FPGAを用いて画素毎に演算回路を有するプロトタイプの試作研究を行った。またそれをもとにフルカスタム集積回路のための基本設計を行い、ビジョンチップの実現性を確認した(石川)。
情報圧縮センサーの研究では、有意な画像の変化部分のみを選択的に読み出す、条件読み出し方式画像圧縮センサーのアナログ処理によるアーキテクチャを検討し、基本設計と性能評価を行った。本方式は画素毎にアナログ処理回路を有する方式であるが、平行してライン毎にアナログ処理回路を有するアーキテクチャの比較検討を行い、それぞれの利点を明らかにした(相沢)。
4進木構造画像センサーの研究では、即時応答処理のための画像読み出しの高速化と低消費電力化を達成する、意図的部分読み出し機能を持つアーキテクチャとして4進木構造を有するセンサー・イン・ロジックを検討し、有効性をシミュレーションにより検証した。また同アーキテクチャをFPGAを用いてプロトタイプの試作研究を行い、4進木ノードの論理回路の構造を明らかにした(浅田)。
シリコンウェーハ積層技術では、薄膜化したシリコンウェーハを赤外線を用いて位置合わせし張り合わせ、積層化する技術を実験的に開発し、層間配線手法の研究を行った。またそれに必要となる配線ビアの作成・接続技術に関し研究を行い、3次元配線の可能性を明らかにした(小柳)。
微細素子のエネルギー限界の研究では、微細素子のエネルギー限界を与える要素に関し理論的研究を行い、熱雑音の影響による動作限界と電力限界を許容誤動作確率をもとに明らかにした。また微細化素子で新たに量子効果による静電容量が問題となることを理論的に解明した。(名取)

研究成果

• [文献書誌] Makoto Ikeda, Kunihiro Asada: "Data Bypassing Register File for Low Power Microprocessor" IEICE Transactions on Electronics. E78-C. 1470-1472 (1995)
• [文献書誌] Makoto Ikeda, Kunihiro Asada: "Partitioned-Bus and Variable-Width-Bus Scheme for Low Power Digital Processor" IEICE Transactions on Electronics. to be printed. (1996)
• [文献書誌] 秋田 純一、浅田 邦博: "オートマトンの階層構造によるセンサ信号の読み出し方" 電子情報通信学会技術報告. 95. 71-78 (1995)
• [文献書誌] 池田 誠、李 知漢、浅田 邦博: "同期終了検出型加算器を用いた疑似非同期式マイクロプロセッサの設計" 電子情報通信学会集積回路設計研究会. 95-100 (1995)
• [文献書誌] 三堂 哲寿、浅田 邦博: "集積回路内の非均質媒体中の伝送線路における誘導性結合を考慮した雑音の評価" 電子情報通信学会VLSI設計研究会. 95. 69-74 (1995)
• [文献書誌] 相澤: "動画像圧縮イメージセンサ" テレビジョン学会誌. 50. 100-109 (1996)
• [文献書誌] K. AIZAWA: "On sensor compression" IEEE Workshop on CD and Advanced Image Sensor. (1995)
• [文献書誌] K. AIZAWA: "An image sensor for on sensor compression" Computer Architecture for Machine Perception. 14-20 (1995)
• [文献書誌] T. HAMAMOTO, K. AIZAWA: "Image sensor for compression and enhancement" IEEE Workshop on VLSI Signal processing. 61-69 (1995)
• [文献書誌] T. HAMAMOTO, K. AIZAWA: "Computational Image Sensors for on Sensor Compression" Int. Conf. On Microelectronics for Neural Network and Fuzzy Systems. 297-304 (1996)
• [文献書誌] K. AIZAWA: "On sensor Image compression for very high pixel rate imaging and processing" SPIE. 2663. (1996)
• [文献書誌] 石川 正俊: "超並列・超高速ワンチップビジョンとその応用" 日本ロボット学会誌. 13. 335-338 (1995)
• [文献書誌] 石川 正俊: "センサフュージョン-五感に迫るはかる技術-" 日本機械学会誌. 98. 378-381 (1995)
• [文献書誌] 石川 正俊: "ホログラムを用いた光インターコネクション" 光学. 24. 341-342 (1995)
• [文献書誌] M. Ishikawa: "Parallel optoelectronic computing systems and applications" Optical Computing, Inst. Phys. Conf.139. 41-46 (1995)
• [文献書誌] M. Ishikawa: "Robot Sensors with Parallel Processing capabilities" International Journal of the Japan Sociery for Precision Engineering. 29. 201-204 (1995)
• [文献書誌] F. Balestra, M. Koyanagi: "Moderate Kink Effect in Fully Depleted Thin-Film SOIMOSFETs" IEEE Electronics Lett.31. 326-327 (1995)
• [文献書誌] M. Koyanagi: "New Parallel Processor System with Optical Interconnection Specific for Monte Carlo Analysis" Proc. SPIE Intern. Symp. on Optoelectronic, Microelectronic and Laser Technologies. III. 186-191 (1995)
• [文献書誌] T. Shimatani, M. Koyanagi: "Investigation of Non-Equilibrium Carrier Transport in Sub-0.1um MOSFET's Based on Monte Carlo Analysis" Extended Abstracts of the 1995 Intern. Conf. On Solid State Devices and Materials. 330-332 (1995)
• [文献書誌] N. Terao, M. Koyanagi: "New MOS Current Mode Logic Using SOI-MOSFET with Body Terminal" Extended Abstracts of the 1995 Intern. Conf. On Solid State Devices and Materials. 578-580 (1995)
• [文献書誌] S. Pidin, M. Koyanagi: "An Accurate Impact Ionization Current Model for LDD SOI MOSFETs" Extended Abstracts of the 1995 Intern. Conf. On Solid State Devices and Materials. 866-868 (1995)
• [文献書誌] T. Ohba, K. Natori: "The Capacitance of Nano-Structures" Extended Abstracts of the 1995 Intern. Conf. on Solid State Devices and Materials. 977-979 (1995)
• [文献書誌] Kenji Natori: "The Capacitance of microstructures" Journal of Applied Physics. 78. 4543-4551 (1995)
• [文献書誌] T. Ohba, K. Natori: "Capacitance of Nano-structures" Japanese Journal of Applied Physics. 35. (1996)