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2018 年度 実績報告書

世界最強の耐放射線デバイスの実現

研究課題

研究課題/領域番号 16J12063
研究機関静岡大学

研究代表者

藤森 卓巳  静岡大学, 創造科学技術大学院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
キーワード光再構成型ゲートアレイ / ホログラムメモリ / 耐放射線デバイス / トータルドーズ / ソフトエラー
研究実績の概要

今年度は、光再構成型ゲートアレイVLSIへのアルファ線照射試験によるソフトエラー耐性の評価を行い、光再構成型ゲートアレイの高いソフトエラー耐性を実証した。加えて、昨年度から引き続きガンマ線照射試験によるトータルドーズ耐性の評価試験を実施した。
アルファ線照射試験においては、500 nsでスクラビング処理が可能な光再構成型ゲートアレイシステムを構築し、アメリシウム241線源を用いて試験を実施した。その結果、光再構成型ゲートアレイのスクラビング処理はFPGAのスクラビング処理と比較して181倍のソフトエラー耐性を持つことを実証した。さらに,低速なスクラビング処理では回路構成直後のソフトエラーが問題となるが、本試験において光再構成型ゲートアレイの回路構成直後のソフトエラーは0.00028%にまで抑えられ、並列構成方式による高速スクラビング処理がソフトエラーの緩和に有効であることを実証した。
光再構成型ゲートアレイのトータルドーズ耐性に関しては、ホログラムメモリは604 Mrad、レーザは400 Mradのトータルドーズ耐性を持つことを実証した。さらに、光再構成型ゲートアレイVLSIでは累積吸収線量が1027 Mradに達しても論理ブロックとスイッチングマトリクスに恒久的な故障は発生せず、すべてのプログラムポイントは正常にプログラム可能であることを確認した。ただ、二つのI/Oでは出力がHighに固定される故障が確認されたが、1027 Mradの放射線を吸収したとしてもほとんどの回路リソースは継続して使用可能であることを実証した。もちろん、ゲートアレイには放射線による劣化が生じているが、劣化を許容できれば1027 Mradの放射線を吸収したとしても継続して光再構成型ゲートアレイVLSIを使用できることを確認した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018

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 (7件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Optically reconfigurable gate array using a colored configuration2018

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Takumi、Watanabe Minoru
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 57 ページ: 8625~8625

    • DOI

      10.1364/AO.57.008625

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Soft-error tolerance of an optically reconfigurable gate array VLSI2018

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Takumi、Watanabe Minoru
    • 学会等名
      International Conference on Systems Engineering
    • 国際学会
  • [学会発表] Total-Ionizing-Dose Tolerance of the configuration function of MAX3000A CPLDs2018

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Takumi、Watanabe Minoru
    • 学会等名
      Radiation Effects on Components and Systems Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] A 400 Mrad radiation-hardened optoelectronic embedded system with a silver-halide holographic memory2018

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Takumi、Watanabe Minoru
    • 学会等名
      NASA/ESA Conference on Adaptive Hardware and Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] High total-ionizing-dose tolerance field programmable gate array2018

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Takumi、Watanabe Minoru
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Circuits and Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] A 603 Mrad total-ionizing-dose tolerance optically reconfigurable gate array VLSI2018

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Takumi、Watanabe Minoru
    • 学会等名
      International Conference on Signals and Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] An 807 Mrad total dose tolerance of an optically reconfigurable gate array VLSI2018

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Takumi、Watanabe Minoru
    • 学会等名
      IEEE Workshop on Silicon Errors in Logic - System Effects
    • 国際学会
  • [学会発表] 光再構成型ゲートアレイVLSIの放射線劣化特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      藤森卓巳,渡邊 実
    • 学会等名
      宇宙科学技術連合講演会

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公開日: 2019-12-27  

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