局在電磁波配線を用いた単一磁束量子論理回路の設計および設計支援に関する研究

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18080008
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 高木 一義 名古屋大学, 大学院情報科学研究科, 助教授 (70273844)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高木 直史 名古屋大学, 大学院情報科学研究科, 教授 (10171422)
• Keywords: 単一磁束量子論理回路 / 局在電磁波配線 / 論理設計支援 / クロック配信

Research Abstract

単一磁束量子デバイスを用いた論理回路は、パルスの有無で論理を表現すること、また、スイッチングが非常に高速であることから、その性能を引き出すためには、従来の半導体集積回路とは異なるアーキテクチャに基づく論理設計が必要となる。また、現在の回路設計手順では人手による作業が多く、今後実現可能となる大規模回路の正確かつ迅速な設計のためには、計算機による回路設計支援が不可欠である。本研究は、新たに確立されっっある電磁波配線技術を前提とし、本デバイスに適したデータ伝送・処理の方式を示すことを目的とする。
本年度は、局在電磁波配線を積極的に使う「配線インセンティブ」設計について、基本方針の検討を行った。単一磁束量子回路のスイッチング速度は極めて高速であるが、従来の回路設計ではジョセフソン接合を用いた能動配線によるタイミング調整を随所で行っており、特長を十分生かすことができていないと考えられる。局在電磁波配線を積極的に用いてタイミング調整を最小限に抑えることができれば、より高速、小面積の回路を実現できる可能性があるが、そのためには新しい設計手法およぴ設計支援系が必要である。
この考え方に基づき、人手での設計は困難であり、かつ、方式の工夫により高速化が見込まれる点である、クロック信号の配信方式について、アルゴリズムを提案し評価した。
提案アルゴリズムは、与えられたコンカレントフロー・クロッキング回路に対し、クロックスケジューリングを行う。計算機上の実験で、提案手法を用いることによって、従来法に比ベクロック周波数が高い回路が設計できることを示した。他、順序回路の合成手法についても検討を進めている。