| 講演名 | 2021-08-06 Delay-line clockingを用いたフィードバックループを持つ断熱量子磁束パラメトロンデータパスの検討 山栄 大樹(横浜国大/学振), 竹内 尚輝(横浜国大), 吉川 信行(横浜国大), |
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| 抄録(和) | 断熱量子磁束パラメトロン（AQFP）は低スイッチングエネルギーで動作可能な超伝導回路である．これまでにAQFP回路を用いた4-bitマイクロプロセッサを設計し，低周波数において動作実証が行われた．マイクロプロセッサの高周波動作のためには，フィードバックループを持つAQFPデータパスを小さいクロックスキューで動作させることが必要である．先行研究において，位相が90度ずつずれた2つの交流励起電流を用いたクロッキング方式で駆動する場合のフィードバックループを持つAQFPデータパスの検討がされた．しかしながら，従来クロッキング方式に対して低レイテンシであるdelay-line clockingを用いたフィードバックループを持つAQFPデータパスの検討はされていない．本研究では，delay-line clockingを用いたフィードバックループを持つAQFPデータパスの検討を行った．delay-line clockingを用いた場合，データパスをいくつかのパイプラインステージに分割し，各ステージ間にレジスタを置くことにより，ステージ間のデータ伝搬が可能になる．数値計算において，4ステージでフィードバックするAQFP buffer chainが動作周波数5 GHzで正常動作することを確認した． |
| 抄録(英) | Adiabatic quantum-flux-parametron (AQFP) is a superconductor logic family which can operate with low switching energy. So far, we designed a 4-bit microprocessor using AQFP logic and demonstrated this microprocessor at a low frequency. In order to operate AQFP microprocessors at high frequencies, it is necessary to operate AQFP datapaths with feedback loops with small clock skews. In a previous study, we studied AQFP datapaths with feedback loops adopting 4-phase clocking, in which AQFP circuits are driven by a pair of AC excitation currents with a phase separation of 90°. However, we have not yet studied AQFP datapaths with feedback loops adopting delay-line clocking, which is a low-latency clocking scheme. In the present study, we study AQFP datapaths with feedback loops adopting delay-line clocking. AQFP datapaths adopting delay-line clocking are divided into several pipeline stages. Registers are placed between stages so that data can propagate correctly. Numerical simulation shows that a looped buffer chain that is divided into four stages and is driven by delay-line clocking can operate at 5 GHz. |
| キーワード(和) | 超伝導集積回路 / 断熱量子磁束パラメトロン（AQFP） / 断熱論理回路 |
| キーワード(英) | superconducting integrated circuit / adiabatic quantum-flux-parametron (AQFP) / adiabatic logic circuit |
| 資料番号 | SCE2021-4 |
| 発行日 | 2021-07-30 (SCE) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SCE |
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| 開催期間 | 2021/8/6(から1日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | 超伝導エレクトロニクス一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 水柿 義直(電通大) |
| 委員長氏名（英） | Yoshio Mizugaki(Univ. of Electro-Comm.) |
| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | 藤井 剛(産総研) / 小野美 武(福岡工大) |
| 幹事氏名（英） | Go Fujii(AIST) / Takeshi Onomi(Fukuoka Inst. of Tech) |
| 幹事補佐氏名（和） | 赤池 宏之(大同大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Hiroyuki Akaike(Daido Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Superconductive Electronics |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | Delay-line clockingを用いたフィードバックループを持つ断熱量子磁束パラメトロンデータパスの検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Study on adiabatic quantum-flux-parametron datapaths with feedback loops adopting delay-line clocking |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 超伝導集積回路 / superconducting integrated circuit |
| キーワード(2)（和/英） | 断熱量子磁束パラメトロン（AQFP） / adiabatic quantum-flux-parametron (AQFP) |
| キーワード(3)（和/英） | 断熱論理回路 / adiabatic logic circuit |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 山栄 大樹 / Taiki Yamae |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 横浜国立大学/日本学術振興会特別研究員(略称：横浜国大/学振) Yokohama National University(略称：Yokohama Natl. Univ./JSPS Research Fellow) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 竹内 尚輝 / Naoki Takeuchi |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 横浜国立大学(略称：横浜国大) Yokohama National University(略称：Yokohama Natl. Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 吉川 信行 / Nobuyuki Yoshikawa |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 横浜国立大学(略称：横浜国大) Yokohama National University(略称：Yokohama Natl. Univ.) |
| 発表年月日 | 2021-08-06 |
| 資料番号 | SCE2021-4 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | SCE-137 |
| ページ範囲 | pp.14-18(SCE), |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | 2021-07-30 (SCE) |