2016 Fiscal Year Annual Research Report
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15H02254
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| Research Institution | National Institute of Informatics |
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Principal Investigator |
米田 友洋 国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 教授 (30182851)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
羽生 貴弘 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (40192702)
今井 雅 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (70323665)
吉瀬 謙二 東京工業大学, 情報理工学院, 准教授 (50323887)
齋藤 寛 会津大学, コンピュータ理工学部, 上級准教授 (50361671)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 高速シリアル通信 / 細粒度パワーゲーティング / 4値レベル信号 / PLL/DLLレス / 同期／非同期インタフェース |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高速シリアル通信機構における通信は部分的に発生することが多いことから，通信部を小刻みに停止させることにより省電力化が期待できる．そこで，本研究では，通信が発生した場合のみ起動し，通信が完了したら速やかに停止できるような新たな回路方式を開発することで，細粒度な電力制御を可能とし，高速シリアル通信機構の平均電力消費を大幅に削減することを目指している．
本年度は，まず130nm CMOSプロセスでの低速版試作チップを評価するための評価ボードを開発した．さまざまな状況を調査できるように，各バイアス電圧を個別に調整可能なように多数のトリマーを実装した．次に，本年度中頃に届いた試作チップをこの評価ボードに搭載し，非常に低い伝送速度から始め，各部の機能を確認しながら評価を行った．チップが利用できるようになるのがやや遅れたため，まだ評価は完全に行えていないが，徐々にデータが取れており，並行して行っている下記高速版設計へのフィードバックを行っている．
高速版の設計については，40nm CMOSプロセスを選択し，上記のフィードバックを参照しつつ，トランジスタサイズやバイアス電圧等の調整・再設計を行っている．また，高速伝送時における伝送路の信号劣化に対処するため，送信側でのプリエンファシス，受信側での連続時間リニアイコライザを設計するとともに，従来方式との比較のために，従来手法の実現に必須なPLL回路を設計した．ただし，現状ではこのPLL回路の高速化にやや問題があり，28nm CMOSへの変更を検討中である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度における，130nmプロセスの低速版チップ開発がやや遅れ，チップ入手が本年度中頃となったため，その評価，および，関連するフィードバックがやや遅れている．しかし，提案手法の主要ブロックにおいては，高速版プロセスへの変更における再調整・再設計は予想外に順調に行うことができているため，大きな問題とはなっていない．ただ，比較に用いる従来手法の主要ブロックであるPLL回路については低速版に含まれていなかったため新規設計を行ったが，当初選択した40nm CMOSプロセスでは所望の性能が得られていないため，28nm CMOSプロセスへの変更を検討している．PLL回路の回路設計自体はほぼ完了しており，プロセス変更に伴う再調整等のみであることから，これは大きな問題とはならないと思われる．これらのことから，おおむね順調に進展していると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，高速版プロセスにおいて，提案手法および従来手法の各ブロックのテストをSPICEシミュレーションにより詳細に行い，改良すべき点があれば設計見直しと再評価を繰り返す．その後，各部を統合の上，提案手法と従来手法を1チップ上に搭載した，高速版チップを試作する．また，プリント基板上の伝送路を通して送受信し，伝送波形や消費電力を測定するための評価ボードを設計・製作する．これは，10Gbps程度の伝送を行うため，専門知識を有する基板製作会社に外注することも検討する．最後に，実チップによる評価を行い，所望の結果が得られることを確認する．
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Research Products
(1 results)
