| 研究課題/領域番号 |
26420326
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| 研究機関 | 福岡工業大学 |
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研究代表者 |
山内 寛行 福岡工業大学, 情報工学部, 教授 (70425239)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 逆畳み込み解析のアルゴリズム / リチャードソンルーシーの改良 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、SRAMトランジスタの閾値電圧(Vt)の時空間上の統計ばらつき(σVt_RTN)とトランジスタの漏れ電流が増大するという２つの究極課題を、協調的に解決する事を目的としており、具体的には、①抵抗変化型不揮発メモリ(ReRAM)にデータを退避しその間に電源Vddをオフして漏れ電流を遮断する期間に、ばらつき量（σVt_RTN）を回復させ、回復状況に応じて電源Vddの大きさを動的に制御する。同時に、②予測されるReRAMの時空間抵抗ばらつきσRの課題もSRAMトランジスタのσVt_RTNと協調的に回復可能にする研究である。初年度の目標は、その研究目的の実現可能性を機能レベルで確認することである。初年度の研究内容と実績は以下の４つである。(1) 目的を実現するために必要な機能ブロックのリストアップと構成図の作成完了 (2) 各機能ブロックの実現手段の設計と課題の抽出完了 (3) SRAMトランジスタの閾値電圧(Vt)の時間依存性を持つばらつきと持たない２つのばらつきの統計分布、そして、SRAMの最少動作電圧の統計分布の計３つの統計分布の相関関係の解析。畳み込み解析、逆畳み込み解析のアルゴリズム開発。特に最大の課題である逆畳み込み解析で発生する発振現象を回避し、安定性、収束性を改善するためのフィルタ設計に注力し、新規に改善案を考案し、IEEEの コンピュータ(CAS)やテスト関連の国際学会でその成果を発表した (4) 解析精度や収束性の統計分布依存性の解析。過年度の研究成果である線形フィッテング法ではなく、統計分布の形に対する汎用性の高いリチャードソン・ルーシーの逆畳み込み解析アルゴリズム用のフィルタ設計の原型を完成し、発振現象を回避することが可能であることがわかった。今後、この結果に基づき「ばらつきの回復状況に応じて電源Vddの大きさを動的に制御する」ステップに進む。
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| 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
初年度の目標は、その研究目的の実現可能性を機能レベルで確認することである。それに対して、初年度の研究内容と実績は以下の４つである。(1) 目的を実現するために必要な機能ブロックのリストアップと構成図の作成が完了できた (2) 各機能ブロックの実現手段の設計と課題の抽出が完了できた (3) SRAMトランジスタの閾値電圧(Vt)の時空間ばらつきの統計分布、時間依存性を持たない空間ばらつきの統計分布、SRAMの最少動作電圧の統計分布の計３つの統計分布の相関関係の解析。畳み込み解析、逆畳み込み解析のアルゴリズム開発が国際学会で外部発表できるレベルまで達成でき、ほぼ計画通りに終了できた。特に最大の課題である逆畳み込み解析で発生する発振現象を回避し、安定性、収束性を改善するためのフィルタ設計に注力し、新規に改善案を考案できた。IEEE Latin America Test Symposium等の国際学会でその成果を発表できた (4) 解析精度や収束性の統計分布依存性の解析。過年度の研究成果である線形フィッテング法ではなく、統計分布の形に対する汎用性の高いリチャードソン・ルーシーの逆畳み込み解析アルゴリズム用のフィルタ設計の原型を完成し、発振現象を回避することが可能であることがわかった。この成果により、次のステップである「ばらつきの回復状況に応じて電源Vddの大きさを動的に制御する」ための設計フェーズにほぼ計画通りに進める。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究目的の実現可能性をより詳細に確認していくために以下の１０の項目について確認を進める。①漏れ電流削減、σVt_RTN回復とﾃﾞｰﾀ保持の三つの要求を同時実現可能性の見極め ②比較結果に基づく最善方法の決定と残課題に対する考察 ③ 漏れ電流削減、回復量、干渉に伴う損失量の総合的な観点での最適条件の導出 ④回復バイアス条件: 順方向バイアス量、逆方向バイアス量、フローティング状態での回復 ⑤ ReRAMの場合のσRの回復バイアス条件: 順方向バイアス量、逆方向バイアス量、フローティング状態での回復 ⑥動的マージン超過を統計的に平均化する手法と可能性の見極め ⑦ランダムなRTN発生をレプリカ回路で検出する回路の調査と各種方式のレビュー考察 ⑧RTN温度依存性を検出するための回路と方式調査と各種方式のレビュー考察 ⑨ DRAM方式を模擬した定期的回復動作の効果と副作用を確認する回路の調査と各種方式のレビュー考察 ⑩最適化問題への落とし込みに向けた重要パラメータの決定と定量的値の設定。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究で使用しているワークステーションの部品設備更新時期を、現状の機械の安定性の状態から研究に支障がないと判断し先延ばししたため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
ワークステーションの機械の安定性の状況から研究に支障が出ると判断した場合に部品交換費用として充当する予定。
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