次世代集積回路のための自律的タイミング変動補償の理論と設計最適化

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K11211
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分60040:計算機システム関連
• 研究機関: 北陸先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 金子 峰雄 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (00185935)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 集積回路 / 信号遅延 / 温度特性 / クロックスキュー / 遅延回路 / セットアップ条件 / ホールド条件 / 組合せ最適化

研究成果の概要

本研究はデジタル集積回路における信号伝搬遅延の変動に対して、タイミング誤りなく正しく動作し続けるデータパス回路の実現を目指し、自律的クロックスキュー調整技術を利用して、これを実現するものである。特に遅延量の温度特性に起因する変動について、１.温度軸変換関数を用いた線形遅延モデルの提案、２.データパス回路内の遅延量温度依存性とスキュー生成遅延回路の温度依存性を考慮したスキュースケジュール手法の開発、３.温度変動下での高性能化や動作可能温度範囲の拡大を実現する最適なスキュー生成遅延回路の温度依存性の調査、４.温度依存性のスキュー調整に最適なデータパス回路の設計最適化手法の開発をおこなった。

自由記述の分野

電子回路、集積回路

研究成果の学術的意義や社会的意義

集積回路は現在および将来のＩＴ化社会を支える重要な基盤であり、その動作の正確さが安全・健全な社会の根本となる。しかし微細化・高密度化・高速化が進む先端集積回路において、製造ばらつき、回路動作や使用環境による温度ばらつき、電源電圧変動などによるタイミング変動が正常動作に及ぼす影響は益々重大かつセンシティブになっている。本研究は、学術的には変動するパラメータを含むシステムの安定的動作の理論に貢献するものであり、社会的にはより堅固なＩＴ基盤を提供することによって、安心・安全性に寄与するものである。