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2005 Fiscal Year Annual Research Report

インダクティブ結合を用いた超広帯域低電力チップ間無線通信の研究

Research Project

Project/Area Number 16206037
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

黒田 忠広  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (50327681)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 天野 英晴  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60175932)
真壁 利明  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60095651)
中野 誠彦  慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (40286638)
眞田 幸俊  慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (90293042)
KeywordsLSI / CMOS / SiP / 低電力 / インタフェース / ワイヤレス / チップ間通信 / インダクティブ結合
Research Abstract

世界最高速度、最小電力、最小エネルギー、最小面積のチップ間無線接続技術を開発した。データ転送速度は1Tビット/秒、消費電力は3W、消費エネルギーは3pJ/ビット、チップ面積は1mm2である。0.18um CMOS技術で実現した。これは、「Cellプロセッサ」に採用されたRambus社のチップ間インタフェース技術「FlexIO」と比べて、3.3倍高速で、1/2の電力で、1/7のエネルギーで、およそ1/4の面積である。データ転送のビット誤り率(BER)は10の-14乗以下であり、信頼性は有線並みに高い。データ転送の同期に必要な1GHzのクロックも無線伝送するので、クロックを各チップに供給する必要がない。データはバイフェーズ変調し4相時分割多重(TDMA)して伝送される。バイフェーズ変調でSN比を劣化せずに送信電力を1/5程度に低減できることを見出した。また、4相TDMAでクロストークを低減し、チャネルピッチを削減できた。1辺が29umの正方形コイルで1Gビット/秒の通信チャネルを形成し、これを30umピッチで1024個配列した。チップの厚さが10umになるまでチップの裏面を削り、2枚のチップを表向きに積層実装して性能を評価した。以上の成果をIEEE国際固体素子回路会議(ISSCC)の将来技術のセッションで発表した。今後の研究目標は、1Pビット/秒で10Wを実現することである。そのためには、ビット当たりの消費エネルギーを現在の3pJから10fJにしなければならない。また、100万個のチャネルを10mm2程度のレイアウト面積に収めるためには、チャネルピッチを現在の30umから3umにしなければいけない。さらに回路技術と磁性体材料の活用を研究する。

  • Research Products

    (7 results)

All 2006 2005

All Journal Article (7 results)

  • [Journal Article] A 195-Gb/s 1.2-W Inductive Inter-Chip Wireless Superconnect for 3-D-Stacked System in a Package2006

    • Author(s)
      M.Miura, D.Mizoguchi, M.Inoue, T.Sakurai, T.Kuroda
    • Journal Title

      IEEE Journal of Solid-State Circuits (JSSC) 41・1

      Pages: 23-34

  • [Journal Article] A 1Tb/s 3W Inductive-Coupling Transceiver for Inter-Chip Clock and Data Link2006

    • Author(s)
      N.Miura, D.Mizoguchi, M.Inoue, K.Niitsu, Y.Nakagawa, M.Tago, M.Fukaishi, T.Sakurai, T.Kuroda
    • Journal Title

      IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC'06), Dig.Tech. Papers

      Pages: 424-425

  • [Journal Article] Power Reduction in High-Speed Inter-Chip Data Communications2005

    • Author(s)
      T.Kuroda
    • Journal Title

      IEEE 6th International Conference on ASIC (ASICON 2005) Oct.

      Pages: 3-7

  • [Journal Article] Measurement of Inductive Coupling in Wireless Superconnect2005

    • Author(s)
      D.Mizoguchi, N.Miura, Y.Yoshida, N.Yamagishi, T.Kuroda
    • Journal Title

      International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM'05) Sep.

      Pages: 670-671

  • [Journal Article] 195Gb/s 1.2W電力制御機能付き3次元積層型誘導結合無線超配線2005

    • Author(s)
      三浦典之, 溝口大介, 井上眞梨, 桜井貴康, 黒田忠広
    • Journal Title

      電子情報通信学会技報 105・96

      Pages: 45-50

  • [Journal Article] Design of Transceiver Circuits for NRZ Signaling in Inductive Inter-chip Wireless Superconnect2005

    • Author(s)
      D.Mizoguchi, N.Miura, M.Inoue, T.Kuroda
    • Journal Title

      2005 International Conference on Integrated Circuit Design and Technology (ICICDT) May

      Pages: 59-62

  • [Journal Article] Analysis and Design of Inductive Coupling and Transceiver Circuit for Inductive Inter-Chip Wireless Superconnect2005

    • Author(s)
      N.Miura, D.Mizoguchi, T.Sakurai, T.Kuroda
    • Journal Title

      IEEE Journal of Solid-State Circuits (JSSC) 40・4

      Pages: 829-837

URL: 

Published: 2007-04-02   Modified: 2016-04-21  

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