一時故障を低コストで補償する回路方式の検討

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21300014
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 計算機システム・ネットワーク
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 小林 和淑 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (70252476)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 一時故障 / VLSI / 信頼性

研究概要

本研究では、中性子やα線などの粒子線に起因するソフトエラーを低コストで補償するための回路方式の検討を行い、主に冗長化フリップフロップ(FF)とエラーを検出するためのセンサーの研究を行った。BCDMR FFを65nmプロセスにて試作し、中性子線にてそのエラー耐性を評価し、通常のD-FFの100倍以上のエラー耐性を持つこと、基板電位変動センサーにより、冗長化FFの反転を引き起こすMCU(複数ビット反転)がほぼ正確に検知できることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] An Area-efficient 65 nm Radiation-Hard Dual-Modular Flip-Flop to Avoid Multiple Cell Upsets (2011)
  • 著者名/発表者名: 山本, 濱中, 古田, 小林, 小野寺
  • 雑誌名: IEEE Trans. on Nuclear Science 巻: vol.58 ページ: 3053-3059
  • DOI: DOI:10.1109/TNS.2011.2169457
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variation-Tolerance of a 65-nm Error-Hardened Dual-Modular-Redundancy Flip-Flop Measured by Shift-Register-Based Monitor Structures (2011)
  • 著者名/発表者名: 濱中, 山本, 古田, 久保田, 小林, 小野寺
  • 雑誌名: IEICE Trans. on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: vol.E94-A ページ: 2669-2675
  • DOI: DOI:10.1587/transfun.E94.A.2669
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 65 nm Complementary Metal-Oxide-Semiconductor 400 ns Measurement Delay Negative-Bias-Temperature-Instability Recovery Sensor with Minimum Assist Circuit (2011)
  • 著者名/発表者名: 松本, 牧野, 小林, 小野寺
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: vol.50 ページ: 04DE06
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.50.04DE06
  • 査読あり
• [学会発表] Correlations between Well Potential and SEUs Measured by Well-Potential Perturbation Detectors in 65nm (2011)
  • 著者名/発表者名: 古田, 山本, 小林, 小野寺
  • 学会等名: Solid-State Circuits Conference
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2011-11-16
• [学会発表] FPGA配線構造におけるRTNモデルを用いたNBTI遅延解析手法の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 籔内, 小林
  • 学会等名: DAシンポジウム
  • 発表場所: 下呂
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] The Impact of RTN on Performance Fluctuation in CMOS Logic Circuits (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊東, 松本, 西澤, 砂川, 小林, 小野寺
  • 学会等名: IEEE International Reliability Physics Symposium
  • 発表場所: Monterey, CA, USA
  • 年月日: 2011-04-13
• [学会発表] Measurement of Neutron-induced SET Pulse Width Using Propagation-induced Pulse Shrinking (2011)
  • 著者名/発表者名: 古田, 濱中, 小林, 小野寺
  • 学会等名: IEEE International Reliability Physics Symposium
  • 発表場所: Monterey, CA, USA
  • 年月日: 2011-04-13
• [学会発表] Modeling of Random Telegraph Noise under Circuit Operation-Simulation and Measurement of RTN-induced delay fluctuation (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊東, 松本, 西澤, 砂川, 小林, 小野寺
  • 学会等名: International Symposium on Quality Electronic Design
  • 発表場所: Santa Clala, CA, USA
  • 年月日: 2011-03-15
• [学会発表] A 65nm Flip-Flop Array to Measure Soft Error Resiliency against High-Energy Neutron and Alpha Particles (2011)
  • 著者名/発表者名: 古田, 濱中, 小林, 小野寺
  • 学会等名: Asia and South Pacific Design Automation Conference
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2011-01-26
• [学会発表] Evaluation of FPGA design guardband caused by inhomogeneous NBTI degradation considering process variations (2010)
  • 著者名/発表者名: 籔内, 小林
  • 学会等名: International Conference on Field Programmable Technologies
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] A 65nm CMOS 400ns Measurement Delay NBTI-Recovery Sensor by Minimum Assist Circuit (2010)
  • 著者名/発表者名: 松本, 牧野, 小林, 小野寺
  • 学会等名: International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] A 65nm Bistable Cross-coupled Dual Modular Redundancy Flip-Flop Capable of Protecting Soft Errors on the C-element (2010)
  • 著者名/発表者名: 古田, 濱中, 小林, 小野寺
  • 学会等名: VLSI Circuits Symposium
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2010-06-17
• [備考]
  • URL: http://www-vlsi.es.kit.ac.jp/globalwiki/wiki.cgi
• [産業財産権] フリップフロップ回路 (2010)
  • 発明者名: 古田潤、小林和淑、小野寺秀俊
  • 権利者名: 京都工芸繊維大学
  • 産業財産権番号: 特許、2010-134066
  • 出願年月日: 2010-06-11