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2021 年度 実績報告書

1GradTID耐放射線光電子デバイスへのマルチコンテキストスクラビング実装

研究課題

研究課題/領域番号 21H03407
研究機関岡山大学

研究代表者

渡邊 実  岡山大学, 自然科学学域, 教授 (30325576)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードプログラマブルデバイス / FPGA / スクラビング / 光再構成型ゲートアレイ / ホログラムメモリ
研究実績の概要

光再構成を活用してゲートアレイの故障個所を特定する機能の研究を実施した。故障個所を特定する機能は最後まで壊れることが許されないので冗長化実装を研究した。冗長化については3重化実装と、5重回路実装について検討をした。多数決を行うセルは3重化実装も、5重化実装も両セルともカスタム設計し、最適化実装を行った。そして、これらのセルを利用して故障個所を特定する機能を実装した。3重回路実装に比べて、5重回路実装ではより強い耐性を実現することができるが、5重回路実装の専有面積が大きくなりすぎることから、最終的には故障個所を特定する機能に対しては3重回路実装を適用することにした。そして、故障個所を特定する機能を実装した耐放射線光再構成型ゲートアレイVLSIの設計を完了した。また、マルチコンテキストスクラビング向けの光学系テストベンチの設計と試作を完了させた。ホログラムメモリの計算に必要となるソフトウエアの設計を終え、ホログラムメモリの試作も実施し、マルチコンテキストスクラビング向けのホログラムメモリの製作が正しく行えることまで確認を終えた。今年度のマルチコンテキストスクラビングの実装評価は設計した光再構成型ゲートアレイをベースにシミュレーションにより実施した。恒久故障を疑似的にゲートアレイ上に起こし、それでも順序回路を含むマルチコンテキストスクラビングが正常に動作することを確認した。次年度以降は光再構成型ゲートアレイVLSIを試作し、実試験にて評価を進めていく予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初予定していた研究項目全てを達成した。

今後の研究の推進方策

今後は光再構成型ゲートアレイVLSIを試作し、それらを光学系のテストベンチに組み込み、スクラビング試験を実施していく予定である。マルチコンテキストスクラビングの試験がうまくいけば、Am241によるソフトエラー耐性試験、Co60によるトータルドーズ耐性試験を行い、マルチコンテキストスクラビングの性能を評価していく。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Sequential Circuit Implementation Method for Multi-Context Scrubbing Operations on FPGAs2021

    • 著者名/発表者名
      Murakami Kurea、Watanabe Minoru
    • 雑誌名

      IEEE International Symposium on Circuits and Systems

      巻: - ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/ISCAS51556.2021.9401291

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optically reconfigurable gate array with a 1 Grad total-ionizing-dose tolerant holographic memory2021

    • 著者名/発表者名
      Ishido Junya、Watanabe Minoru、Ogiwara Akifumi
    • 雑誌名

      IEEE Photonics Conference

      巻: - ページ: 1-2

    • DOI

      10.1109/IPC48725.2021.9592957

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Total-ionizing-dose tolerance evaluation of an optoelectronic field programmable gate array VLSI during operation2021

    • 著者名/発表者名
      Ito Hirotoshi、Watanabe Minoru
    • 雑誌名

      International Conference on Field-Programmable Technology

      巻: - ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/ICFPT52863.2021.9609910

    • 査読あり
  • [学会発表] Radiation Hardened Optically Reconfigurable Gate Array2021

    • 著者名/発表者名
      Minoru Watanabe
    • 学会等名
      OPTICSMEET2021
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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