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本研究では、電流値を情報担体とする電流モード多値集積回路を活用し、高速化・低消費電力化・高信頼化に優れたVLSIシステムを構築することを目的としている。まず電流モード多値回路のスイッチング速度向上のため、MOS差動対回路を基本構成要素とする。MOS差動対回路は、入力電圧振幅が小さい場合でも高い出力電流駆動能力を有するため、同一消費電力の下で高速スイッチングが可能となる。本研究では、多レベル電流信号をPMOSトランジスタで多値電圧値に変換することで、カレントミラーのない高性能多値集積回路の実現方法を提案している。カレントミラーを削除することで、電流比較回路が電圧比較回路に置き換える必要がある。これはMOS差動対回路が本来電圧入力であったため、回路構成がより簡単になることとなる。すなわち本研究では、電流線形加算(結線のみで実現)、電流電圧変換回路(PMOSトランジスタ1個)、電圧比較回路(差動対回路)、出力生成回路(差動対回路)を組み合わせることで、任意の多値論理回路が構成できることとなる。さらに、差動対回路を2線相補信号で駆動して電流駆動能力をさらに向上させる2線式電流回路モード多値技術、多値しきい値情報を信号線に重畳して電圧比較回路を削除する回路技術なども考案した。
上記低電力化に関する研究成果は、多値論理研究において世界で最も権威のある多値論理国際シンポジウム(ISMVL)に計5回採録、高信頼性を実現するためのセルフチェッキング機能を内蔵した電流モード多値集積回路に関する研究成果は、信頼性に関する著名な国際会議(PRDC)に採録されるなど、この研究成果が国内外で高く評価されている。
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