配線ボトルネックフリー2線式多値ディジタルコンピューティングVLSIシステム

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12480064
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 亀山 充隆 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (70124568)
• 研究分担者: 羽生 貴弘 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (40192702)
• キーワード: 2線式電流モード多値集積回路 / ロジックインメモリVLSI / 電圧・電流ハイブリッドモード多値集積回路 / 多値VLSIプロセッサ / パイプライン処理 / ステレオビジョンプロセッサ

研究概要

本研究では,2線式,電圧・電流ハイブリッドモード,ロジックインメモリ多値集積回路に基づくVLSIプロセッサの高性能化に関する研究を行っている。
1.カレントミラーの高性能化
比較回路と差動対回路に異なる電源電圧を用いたり,カレントミラーの動作点を最適に設定することにより,回路へ動作解析,シミュレーション,チップ試作による評価を行った結果,性能向上に有用であることを実証できた。
2.ダイナミック記憶に基づく高性能化と低消費電力化
差動対回路への入力電圧が2値であることに着目すると共に,パストランジスタを適切な部分に挿入することにより,ゲートレベルパイプラインが効率よく行える回路構成法を考案した。
3.電流・電圧ハイブリッドモードロジックインメモリ多値集積回路
電流モード回路の最大の特長は線形加算が結線により行えることであるが,パストランジスタネットワークなどの電圧モード回路も適宜用いることにより,高性能かつ小型な集積回路を構成することができる。このためには電圧-電流変換回路と電流・電圧変換回路が必要になるため,これらの回路の構成法を考察した。さらに,電荷記憶をフローティングゲートMOSトランジスタで行うことにより,記憶と演算とを一体化するロジックインメモリアーキテクチャを検討し,ステレオビジョンVLSIプロセッサへ応用したときの性能評価を行った。これらの基本集積回路及びステレオビジョンプロセッサチップの設計・試作を行い,良好に動作することをを確認した。

研究成果

• [文献書誌] 池司,羽生貴弘,亀山充隆: "2線式電流モード多値論理に基づくセルフチェッキングVLSIシステム"電子情報通信学会論文誌C. Vol.J83-C,No.4. 318-325 (2000)
• [文献書誌] 羽生貴弘,亀山充隆: "2色2線式符号化に基づく非同期電流モード多値VLSIシステム"電子情報通信学会論文誌C. Vol.J83-C,No.6. 463-470 (2000)
• [文献書誌] 木村啓明,羽生貴弘,亀山充隆: "強誘電体デバイスを用いたロジックインメモリVLSIとその応用"電子情報通信学会論文誌C. Vol.J83-C,No.8. 749-756 (2000)
• [文献書誌] Takahiro Hanyu,Hiromitsu Kimura and Michitaka Kameyama: "DRAM-Cell-Based Multiple-Valued Logic-in-Memory VLSi with Charge Addition and Charge Storage"IEEE Proceedings of The 30th International Symposium on Multiple-Valued. 423-429 (2000)
• [文献書誌] Takahiro Hanyu,Tsukasa Ike,and Michitaka Kameyama: "Low-power dual-rail multiple-valued current-mode logic circuit using multiple input-signal levels"IEEE Proceedings of The Twenty-Ninth International Symposium on Multiple-Valued. 382-387 (2000)
• [文献書誌] Shunichi Kaeriyama,Takahiro Hanyu and Michitaka Kameyama: "Arithmetic-Oriented Multiple-Valued Logic-in-Memory VLSI Based on Current-Mode Logic"Proceedings of The 30th IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic. 438-443 (2000)
• [文献書誌] T.Hanyu,T.Ike and M.Kameyama: "Integration of Asynchronous and Self-Checking Multiple-Valued Current-Mode Circuits Based on"Proc.2000 IEEE Pacific Rim Int.Symposium on Dependable Computing. 27-33 (2000)
• [文献書誌] 池司,羽生貴弘,亀山充隆: "セルフチェッキング性を有する2線式電流モード多値集積回路と高性能算術演算VLSIへの応用"信学技報. FTS2000-3. 17-24 (2000)
• [文献書誌] 羽生貴弘,亀山充隆: "2色2線式電流モード多値非同期VLSIシステムとその応用"信学技法. FTS2000-2. 9-15 (2000)
• [文献書誌] 羽生貴弘,古川剛志,亀山充隆: "高並列性と高駆動能力性を有する電流モードロジックインメモリVLSIの構成"多値論理研究ノート. Vol.23,No.20. 20-1-20-10 (2000)
• [文献書誌] 木村啓明,羽生貴弘,亀山充隆: "局所演算性に基づくDynamic-Storage形Logic-In-Memory VLSIの構成"信学技報. ICD2000-135. 53-58 (2000)
• [文献書誌] 望月孝祥,羽生貴弘,亀山充隆: "ダイナミック記憶に基づく2線式電流モード多値集積回路の高性能化とその応用"多値技報. MVL01-6. 42-49 (2001)
• [文献書誌] 古川剛志,羽生貴弘,亀山充隆: "2線式電圧・電流ハイブリッドモード多値集積回路とそのロジックインメモリVLSIへの応用"多値技報. MVL01-7. 50-57 (2001)
• [文献書誌] 望月孝祥,羽生貴弘,亀山充隆: "複数電源電圧を用いた2線式電流モード多値集積回路に基づくパイプライン積和演算器"電気関係学会東北支部連合大会. 2H4. 288 (2000)
• [文献書誌] 池司,羽生貴弘,亀山充隆: "カレントミラーの高速化に基づく2線式多値電流モード集積回路の構成"電子情報通信学会秋季全国大会. C-12-20. 100 (2000)