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2015 年度 実績報告書

システムセルフリカバリー機能を有する不揮発FPGAアーキテクチャの構築

研究課題

研究課題/領域番号 25870067
研究機関東北大学

研究代表者

鈴木 大輔  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (00574675)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードFPGA / MTJ素子 / 高信頼 / 計算機アーキテクチャ / ロジックインメモリ回路 / VLSI / スピントロニクス
研究実績の概要

本年度はまず,前年度までに提案してきた不揮発FPGAのエネルギー効率をさらに向上させ,よりバッテリーを持続させるための要素技術として以下の成果を上げた。
①Feedback構造を有する不揮発FPGA回路:従来の不揮発FPGA基本回路はMTJ素子の抵抗差が小さいことに起因する演算速度・電力オーバヘッドが存在した.この問題を解決するため,PMOSトランジスタを用いたFeedback構造を追加することで,演算時の消費エネルギーを66%削減した。本成果は2015 IEEE Midwest Symposium on Circuits and Systemsで発表された.
②Self-terminated power-gating技術に基づく高エネルギー効率・高信頼不揮発FPGA:前年度に考案したSelf-terminated機構付き不揮発FFを不揮発FPGAに組み込んだアーキテクチャを提案した.本提案FPGAでは所望の情報を確実にMTJ素子に書込めるだけでなく,その際に消費されるエネルギーも大幅に削減可能となる.本提案FPGAにより,従来のワーストケースに基づく手法と比較して66%の書込み電力削減効果を達成した.本成果は2016 IEEE Symposium on Multiple-Valued Logicにて発表予定である.また,Self-terminated機構の設計手法に関する考察結果を2016電子情報通信学会総合大会にて発表した.

また,オープンソースのCADツールであるVerilog-to-routing (VTR)の設計フローに不揮発FPGAの基本回路IP群を組み込むことで,提案不揮発FPGAをアーキテクチャレベルで評価できる環境を構築した.現在その成果を国際学会に投稿中である.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] Energy-Efficient and Highly-Reliable Nonvolatile FPGA Using Self-Terminated Power-Gating Scheme2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Suzuki and Takahiro Hanyu
    • 学会等名
      2016 IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2016-05-18 – 2016-05-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-Terminated 機構に基づくMTJ 書込み回路とその乱数生 成器への応用2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木大輔,羽生貴弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会2016総合大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2016-03-15 – 2016-03-18
  • [学会発表] Design of an MTJ-based nonvolatile lookup table circuit using an energy-efficient single-ended logic-in-memory structure2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Suzuki and Takahiro Hanyu
    • 学会等名
      2015 IEEE 58th International Midwest Symposium on Circuits and Systems
    • 発表場所
      Fort Collins, Colorado USA
    • 年月日
      2015-08-02 – 2015-08-05
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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