四桁の消費電力可変範囲をもつセンサノード向けプロセッサの開発

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19680002
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 計算機システム・ネットワーク
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 橋本 昌宜 大阪大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (80335207)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: ハードウェア設計 / センサネットワーク

研究概要

センサネットワークを構成するセンサノードに求められる、「超低電力低演算動作」を実現するプロセッサを開発するとともに、その実装に必要なデバイスモデリングや回路技術を開発した。65nmプロセスでプロセッサの試作評価を行ったところ、通常の同期動作の場合、0.5Vのときに4.18pJ/cycleを達成し、非同期動作を導入することでさらに40%消費エネルギー削減ができることを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Alpha-Particle-Induced Soft Errors and Multiple Cell Upsets in 65-nm 10T Subthreshold SRAM (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Fuketa, M. Hashimoto, Y. Mitsuyama, T. Onoye
  • 雑誌名: Proceedings of International Reliability Physics Symposium (IRPS) ページ: 213-217
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 16-Bit RISC Processor with 4. 18pJ/cycle at 0. 5V Operation (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Kuroda, H. Fuketa, M. Hashimoto, T. Onoye
  • 雑誌名: Proceedings of IEEE COOL Chips ページ: 190
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adaptive Performance Control with Embedded Timing Error Predictive Sensors for Subthreshold Circuits (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Fuketa, M. Hashimoto, Y. Mitsuyama, T. Onoye
  • 雑誌名: Proceedings of Asia and South Pacific Design Automation Conference (ASP-DAC) ページ: 361-362
  • 査読あり
• [雑誌論文] Trade-Off Analysis between Timing Error Rate and Power Dissipation for Adaptive Speed Control with Timing Error Prediction (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Fuketa, M. Hashimoto, Y. Mitsuyama, T. Onoye
  • 雑誌名: IEICE Trans. on Fundamentals vol.E92-A,no.12 ページ: 3094-3102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adaptive Performance Compensation with In-Situ Timing Error Prediction for Subthreshold Circuits (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Fuketa, M. Hashimoto, Y. Mitsuyama, T. Onoye
  • 雑誌名: Proceedings of IEEE Custom Integrated Circuits Conference (CICC) ページ: 215-218
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tuning-Friendly Body Bias Clustering for Compensating Random Variability in Subthreshold Circuits (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Hamamoto, M. Hashimoto, Y. Mitsuyama, T. Onoye
  • 雑誌名: Proceedings of IEEE/ACM International Symposium on Low Power Electronics and Design (ISLPED) ページ: 51-56
  • 査読あり
• [雑誌論文] Trade-Off Analysis between Timing Error Rate and Power Dissipation for Adaptive Speed Control with Timing Error Prediction (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Fuketa, M. Hashimoto, Y. Mitsuyama, T. Onoye
  • 雑誌名: Proceedings of Asia and South Pacific Design Automation Conference (ASP-DAC) ページ: 266-271
  • 査読あり
• [雑誌論文] Correlation Verification between Transistor Variability Model with Body Biasing and Ring Oscillation Frequency in 90nm Subthreshold Circuits (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Fuketa, M. Hashimoto, Y. Mitsuyama, T. Onoye
  • 雑誌名: Proceedings of IEEE/ACM International Symposium on Low Power Electronics and Design (ISLPED) ページ: 3-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transistor Variability Modeling and Its Validation with Ring-Oscillation Frequencies for Body-Biased Subthreshold Circuits
  • 著者名/発表者名: H. Fuketa, M. Hashimoto, Y. Mitsuyama, T. Onoye
  • 雑誌名: IEEE Trans. on VLSI Systems (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 製造ばらつきや環境変動を許容するサブスレッショルド回路設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋本昌宜, 更田裕司, 尾上孝雄
  • 学会等名: 2010年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] 低消費エネルギー動作に適した超低電圧プロセッサのアーキテクチャ評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 黒田弾, 更田裕司, 橋本昌宜, 尾上孝雄
  • 学会等名: 情報処理学会SLDM研究会
  • 発表場所: 金沢市
  • 年月日: 2009-10-16
• [学会発表] レイアウトを考慮した基板バイアスクラスタリング手法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 濱本浩一, 橋本昌宜, 密山幸男, 尾上孝雄
  • 学会等名: 電子情報通信学会VLSI設計技術研究会
  • 発表場所: 那覇市
  • 年月日: 2009-03-13
• [学会発表] サブスレッショルド回路における基板バイアスを考慮したトランジスタのばらつきモデリングとリングオシレータを用いた検証 (2009)
  • 著者名/発表者名: 更田裕司, 橋本昌宜, 密山幸男, 尾上孝雄
  • 学会等名: 電子情報通信学会VLSI設計技術研究会
  • 発表場所: 那覇市
  • 年月日: 2009-03-13
• [学会発表] Vth Variation Modeling and Its Validation with Ring Oscillation Frequencies for Body-Biased Circuits and Subthreshold Circuits (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Fuketa, M. Hashimoto, Y. Mitsuyama, T. Onoye
  • 学会等名: Proceedings of Workshop on Test Structure Design for Variability Characterization
  • 発表場所: San Jose (USA)
  • 年月日: 2008-11-13
• [学会発表] タイミングエラー予告を用いた適応的速度制御におけるタイミングエラー頻度と消費電力のトレードオフ解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 更田裕司, 橋本昌宜, 密山幸男, 尾上孝雄
  • 学会等名: 情報処理学会DAシンポジウム
  • 発表場所: 浜松市
  • 年月日: 2008-08-27