C-elementを用いた単一ノード反転に強靭な耐ソフトエラーフリップフロップの提案

• Item type: Symposium(1)
• 公開日: 2022-08-24
• タイトル: C-elementを用いた単一ノード反転に強靭な耐ソフトエラーフリップフロップの提案
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Radiation-hardened Flip-Flops Resilient to a Single-node Flip with C-elements
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: 信頼性
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_5794
• 資源タイプ: conference paper
• 著者所属: 京都工芸繊維大学電子システム工学専攻
• 著者所属: 京都工芸繊維大学電子システム工学専攻
• 著者所属: 京都工芸繊維大学電子システム工学専攻
• 著者所属: 京都工芸繊維大学電子システム工学専攻
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Department of Electronics, Kyoto Institute of Technology
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Department of Electronics, Kyoto Institute of Technology
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Department of Electronics, Kyoto Institute of Technology
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Department of Electronics, Kyoto Institute of Technology
• 著者名: 伊藤, 貴史; 中島, 隆一; 古田, 潤; 小林, 和淑
• 著者名(英): Takafumi, Ito; Ryuichi, Nakajima; Jun, Furuta; Kazutoshi, Kobayashi
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 自動運転や医療機器，宇宙機などの人命に関わる機器には高い信頼性が要求されるなか，集積回路は微細化に伴ってソフトエラーによる信頼性の低下が顕著になっている．特に強靭なソフトエラー耐性が要求される宇宙機では，消費電力削減が重要視されるためフリップフロップのクロックを停止させている．ソフトエラーへの対策手法として有効な多重化は，クロックが停止している状況下ではエラーの蓄積によりソフトエラー耐性が低下する．本稿では，多重化フリップフロップに配線や C-element を追加することで，放射線によってノードの値が反転しにくいフリップフロップと，反転したノードの値を除去・修復するフリップフロップを提案する．提案したフリップフロップを回路シミュレーションを用いた性能評価と，65nm バルクプロセスにより試作したチップを用いた α 線照射による耐性評価を行った．照射結果より，提案したフリップフロップのソフトエラー耐性は改善元のフリップフロップに比べて前者で 2 倍，後者で 26 倍の向上を確認した．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: The devices that affect human life, such as autonomous driving, medical devices and spacecrafts, require high reliability. With the miniaturization of semiconductor chips, the reliability of integrated circuits is decreasing due to soft errors. Spacecrafts that require tough soft error tolerance stop the clock of filp-flops to reduce power consumption. Redundancy is one of the countermeasures for soft errors, but when clock is stopped, flip-flops become weak against soft errors due to accumulation. In this paper, we proposed two filp-flops by adding wires and C-elements to the redundant flip-flop. One of the proposed flip-flops has latches that are hard to flip the holded value by a radiation strike. Another one has structures that can removes and restores the fliped value by using C-elements. we evaluated the performance of the proposed filp-flop using circuits simulations, and soft error tolerance of fabrcated chips in a 65 nm bulk process by α irradiation. The irradiation results showed that soft error tolerance of the first one is twice that of the original flip-flop. The tolerance of the second one was improved by 26 times.
• 書誌情報: DAシンポジウム2022論文集; 巻 2022, p. 2-7, 発行日 2022-08-24
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会