| 講演名 | 2018-12-07 レプリカセンサを用いたNBTIによる回路特性変動予測に関する検討 大島 國弘(京大), 辺 松(京大), 廣本 正之(京大), 佐藤 高史(京大), |
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| 抄録(和) | 集積回路の主要な信頼性問題である NBTI (Negative bias temperature instability) が引き起こす遅延劣化の推定は重大な課題とされている.既存の遅延劣化推定手法に電源リーク電流 ($I_{mathrm {DDQ}}$ ) を測定する手法が存在する.この推定手法では回路中のゲート入力信号のオン時間割合を考慮できる反面,大規模回路で測定感度が下がる問題があった.本稿ではトランジスタ電流変動を利用した遅延劣化推定手法を提案する.提案手法では,回路中の劣化の激しい pMOS トランジスタ ( オリジナル ) を特定し,それらのトランジスタのレプリカを作成する.そして入力をオリジナルのゲートと共有するレプリカトランジスタをもつレプリカセンサ回路を用意する.レプリカセンサ回路では 1トランジスタずつ電流を測定することで測定感度を高める.提案するレプリカセンサ回路は 2 種類あり,観測対象がトランジスタのリーク電流変動かオン電流変動かによって異なる. SPICE シミュレーションによりトランジスタのしきい値電圧変動の推定を僅かな誤差で行えること,既存の $I_{mathrm {DDQ}}$ を測定する手法より感度が良いことを確認した.シミュレーションでは,既存手法による 2.39% の出力変化率に対して,提案手法は最大27.8% の出力変化率を得られた. |
| 抄録(英) | In this paper, we propose a novel method to estimate the aging-induced timing degradation of logic circuits. In the proposed method, we first select a set of pMOS transistors that i) degrades significantly, and ii) are on the timing-critical paths in the target circuit design. Then, the selected transistors are replicated with the same input signals that feed original pMOS transistor. The timing degradations of the original transistors are then sensed through the changes in currents of the replicated transistors. In the experiment, we evaluate the sensitivity of the proposed sensor circuits through SPICE simulations. The simulation results show that the proposed method observe a 27.8% change in output current, much larger than the 2.39% current change reported in existing works. |
| キーワード(和) | 負バイアス温度不安定性 / 劣化センサ / 回路寿命推定 / サブセットシミュレーション |
| キーワード(英) | Negative bias tempearature instability (NBTI) / aging sensor / detection of circuit lifespan / Subset Simulation |
| 資料番号 | VLD2018-67,DC2018-53 |
| 発行日 | 2018-11-28 (VLD, DC) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | VLD / DC / CPSY / RECONF / CPM / ICD / IE / IPSJ-SLDM / IPSJ-EMB / IPSJ-ARC |
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| 開催期間 | 2018/12/5(から3日開催) |
| 開催地（和） | サテライトキャンパスひろしま |
| 開催地（英） | Satellite Campus Hiroshima |
| テーマ（和） | デザインガイア2018 -VLSI設計の新しい大地- |
| テーマ（英） | Design Gaia 2018 -New Field of VLSI Design- |
| 委員長氏名（和） | 峯岸 孝行(三菱電機) / 福本 聡(首都大東京) / 中野 浩嗣(広島大) / 本村 真人(北大) / 廣瀬 文彦(山形大) / 日高 秀人(ルネサス エレクトロニクス) / 浜本 隆之(東京理科大) / 田宮 豊(富士通研) / 渡辺 晴美(東海大) / 井上 弘士(九大) |
| 委員長氏名（英） | Noriyuki Minegishi(Mitsubishi Electric) / Satoshi Fukumoto(Tokyo Metropolitan Univ.) / Koji Nakano(Hiroshima Univ.) / Masato Motomura(Hokkaido Univ.) / Fumihiko Hirose(Yamagata Univ.) / Hideto Hidaka(Renesas) / Takayuki Hamamoto(Tokyo Univ. of Science) / Yutaka Tamiya(Fujitsu Laboratories) / 渡辺 晴美(東海大) / 井上 弘士(九大) |
| 副委員長氏名（和） | 戸川 望(早大) / 高橋 寛(愛媛大) / 入江 英嗣(東大) / 三吉 貴史(富士通研) / 柴田 裕一郎(長崎大) / 佐野 健太郎(理研) / 武山 真弓(北見工大) / 永田 真(神戸大) / 木全 英明(NTT) / 児玉 和也(NII) |
| 副委員長氏名（英） | Nozomu Togawa(Waseda Univ.) / Hiroshi Takahashi(Ehime Univ.) / Hidetsugu Irie(Univ. of Tokyo) / Takashi Miyoshi(Fujitsu) / Yuichiro Shibata(Nagasaki Univ.) / Kentaro Sano(RIKEN) / Mayumi Takeyama(Kitami Inst. of Tech.) / Makoto Nagata(Kobe Univ.) / Hideaki Kimata(NTT) / Kazuya Kodama(NII) |
| 幹事氏名（和） | 新田 高庸(NTT) / 小平 行秀(会津大) / 金子 晴彦(東工大) / 新井 雅之(日大) / 大川 猛(宇都宮大) / 高前田 伸也(北大) / 谷川 一哉(広島市大) / 三好 健文(イーツリーズ・ジャパン) / 中村 雄一(豊橋技科大) / 赤毛 勇一(NTTデバイスイノベーションセンタ) / 橋本 隆(パナソニック) / 夏井 雅典(東北大) / 河村 圭(KDDI総合研究所) / 高橋 桂太(名大) / 柴田 誠也(NEC) / 密山 幸男(高知工科大) / 北村 崇師(産総研) / 高瀬 英希(京大) / 田中 清史(北陸先端大) / 早川 栄一(拓殖大) / 久住 憲嗣(九大) / 近藤 正章(東大) / 塩谷 亮太(東大) / 田中 美帆(富士通研) / 長谷川 揚平(東芝メモリ) |
| 幹事氏名（英） | Koyo Nitta(NTT) / Yukihide Odaira(Aizu Univ.) / Haruhiko Kaneko(Tokyo Inst. of Tech.) / Masayuki Arai(Nihon Univ.) / Takeshi Ohkawa(Utsunomiya Univ.) / Shinya Takameda(Hokkaido Univ.) / Kazuya Tanigawa(Hiroshima City Univ.) / Takefumi Miyoshi(e-trees.Japan) / Yuichi Nakamura(Toyohashi Univ. of Tech.) / Yuichi Akage(NTT) / Takashi Hashimoto(Panasonic) / Masanori Natsui(Tohoku Univ.) / Kei Kawamura(KDDI Research) / Keita Takahashi(Nagoya Univ.) / Seiya Shibata(NEC) / Yukio Mitsuyama(Kochi Univ. of Tech.) / 北村 崇師(産総研) / 高瀬 英希(京大) / 田中 清史(北陸先端大) / 早川 栄一(拓殖大) / 久住 憲嗣(九大) / Masaaki Kondo(Univ. of Tokyo) / Ryota Shioya(Univ. of Tokyo) / 田中 美帆(富士通研) / Yohei Hasegawa(Toshiba Memory) |
| 幹事補佐氏名（和） | / / 伊藤 靖朗(広島大) / 津邑 公暁(名工大) / 小林 悠記(NEC) / 中原 啓貴(東工大) / 木村 康男(東京工科大) / 中澤 日出樹(弘前大) / 寺迫 智昭(愛媛大) / 伊藤 浩之(東工大) / 柘植 政利(ソシオネクスト) / 廣瀬 哲也(神戸大) / 早瀬 和也(NTT) / 松尾 康孝(NHK) / 岩崎 裕江(NTT) |
| 幹事補佐氏名（英） | / / Yasuaki Ito(Hiroshima Univ.) / Tomoaki Tsumura(Nagoya Inst. of Tech.) / Yuuki Kobayashi(NEC) / Hiroki Nakahara(Tokyo Inst. of Tech.) / Yasuo Kimura(Tokyo Univ. of Tech.) / Hideki Nakazawa(Hirosaki Univ.) / Tomoaki Terasako(Ehime Univ.) / Hiroyuki Ito(Tokyo Inst. of Tech.) / Masatoshi Tsuge(Socionext) / Tetsuya Hirose(Kobe Univ.) / Kazuya Hayase(NTT) / Yasutaka Matsuo(NHK) / Hiroe Iwasaki(NTT) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on VLSI Design Technologies / Technical Committee on Dependable Computing / Technical Committee on Computer Systems / Technical Committee on Reconfigurable Systems / Technical Committee on Component Parts and Materials / Technical Committee on Integrated Circuits and Devices / Technical Committee on Image Engineering / Special Interest Group on System and LSI Design Methodology / Special Interest Group on Embedded Systems / Special Interest Group on System Architecture |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | レプリカセンサを用いたNBTIによる回路特性変動予測に関する検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A study on estimating the degradation of critical path delay using replica sensors |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 負バイアス温度不安定性 / Negative bias tempearature instability (NBTI) |
| キーワード(2)（和/英） | 劣化センサ / aging sensor |
| キーワード(3)（和/英） | 回路寿命推定 / detection of circuit lifespan |
| キーワード(4)（和/英） | サブセットシミュレーション / Subset Simulation |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 大島 國弘 / Kunihiro Oshima |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 京都大学(略称：京大) Kyoto University(略称：Kyoto Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 辺 松 / Son Bian |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 京都大学(略称：京大) Kyoto University(略称：Kyoto Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 廣本 正之 / Masayuki Hiromoto |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 京都大学(略称：京大) Kyoto University(略称：Kyoto Univ.) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 佐藤 高史 / Takashi Sato |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 京都大学(略称：京大) Kyoto University(略称：Kyoto Univ.) |
| 発表年月日 | 2018-12-07 |
| 資料番号 | VLD2018-67,DC2018-53 |
| 巻番号（vol） | vol.118 |
| 号番号（no） | VLD-334,DC-335 |
| ページ範囲 | pp.195-200(VLD), pp.195-200(DC), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2018-11-28 (VLD, DC) |