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2017 年度 実績報告書

ビッグデータの高速検索処理を可能にする超低消費電力レシオレスCAMの研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K06021
研究機関九州工業大学

研究代表者

中村 和之  九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 教授 (60336097)

研究期間 (年度) 2015-10-21 – 2018-03-31
キーワードSRAM / CAM / TCAM / レシオレス / 低電圧 / 低消費電力 / 検索 / ハードウエアエンジン
研究実績の概要

本研究は、超低電圧下での動作を可能としたレシオレスSRAM技術を、高速パケット処理に広く利用されるCAM(Content Addressable Memory)回路へ適用し、素子ばらつきや経年劣化の影響を受けずに、高速かつ超低消費電力な検索ハードウエアエンジンを実現するものである。これまでに、レシオレスSRAMセルを、T-CAM(3値CAM)セルへ展開する場合の課題と、共通マッチライン回路のレシオレス化に関しての検討を行った。その結果、超低電圧動作が可能なレシオレスT-CAMセルを構成する場合、読み出し回路部分を削減することで24個のトランジスタで構成できること、共通マッチラインには、階層化した完全スタティックなCMOS回路を用いる必要があることが分かった。従来の6トランジスタSRAMベースのT-CAMセルでは、16トランジスタが必要のため、オーバーヘッドはセル単体の2倍から1.5倍まで削減できた。今年度は、180nmCMOSプロセスで設計・試作したレシオレスT-CAM回路の実証チップの評価を行い、同時に試作した6トランジスタSRAM型のT-CAMとの性能比較を行った。その結果、電源電圧0.25Vまでの動作を実測で確認し、従来の6トランジスタSRAMを用いたT-CAMに対しては、半分以下の電源電圧で動作することを実測で確認できた。国際学会への投稿・発表を行い、さらには、超低電圧領域における測定法に関しても検討を行い、論文投稿・掲載まで達成できた。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Design and measurement of fully digital ternary content addressable memory using ratioless static random access memory cells and hierarchical-AND matching comparator2018

    • 著者名/発表者名
      D. Nishikata, M. A. Bin Mohd Ali, K. Hosoda, H.Matsumoto, K. Nakamura
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 ページ: 04FF11-1,5

    • DOI

      10.7567/JJAP.57.04FF11

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Fully Digital Ternary Content Addressable Memory using Ratio-less SRAM Cells and Hierarchical-AND Matching Comparator for Ultra-low-voltage Operation2017

    • 著者名/発表者名
      D. Nishikata, M. A. Bin Mohd Ali, K. Hosoda, H.Matsumoto, K. Nakamura
    • 学会等名
      2017 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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