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J-GLOBAL ID：202002253953330910   整理番号：20A2543993

FPGAチップ温度制御用リングオシレータ加熱器の実装と評価

Implementation and Evaluation of A Ring Oscillator Heater for FPGA Chip Temperature Control

著者 (2件)： 金子博昭 (東京電機大 大学院先端科学技術研究科) ,  金杉昭徳 (東京電機大 大学院先端科学技術研究科)
資料名： 電子情報通信学会論文誌 C(Web)
巻： J103-C  号： 11  ページ： 473-482 (WEB ONLY)  発行年： 2020年11月01日 
JST資料番号： U0472A  ISSN： 1881-0217  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： FPGAを量産製品に搭載する市場や応用が増えてきている.プロセス技術進歩の恩恵を受けて,他種の集積回路中でも存在感を高めている.一方,高集積化・高密度化が最大ジャンクション温度に対する熱設計・熱管理を困難にしている.克服策として量産製品の運用環境にてFPGA内部から加熱する温度特性試験がある.本論文ではリングオシレータを対象としFPGAチップ自体が柔軟に発熱するチップ加熱器の実装方法を検討した.加えて,実装した加熱器を構成する遅延素子の遅延段数と駆動段数,加熱モジュール数がチップ温度へ与える影響について実験を通して考察した.更に,28nmプロセスFPGAにマイクロプロセッサとともに実装した加熱器の特性を測定した.測定対象としてチップ温度の時間変化を解析し1,000以下の加熱モジュールでチップを推奨動作温度85°C以上に加熱した.最後に,最短時間で目標チップ温度へ加熱し維持する応用への有効性を示している.(著者抄録)

シソーラス用語： *FPGA ,  温度制御 ,  リング発振器 ,  *加熱器 ,  温度 ,  熱設計 ,  熱管理 ,  遅れ要素 ,  特性 ,  *温度測定 ,  BIST
準シソーラス用語： 接合部温度 ,  温度特性

分類 (2件)： 半導体集積回路  (NC03162T) ,  温度測定,温度計  (AD06010K)

引用文献 (16件)：

• S. Bhagavatula, B. Jung, and Y.H. Lu, “Real-time power sensors for intelligent power management and beyond,” IEEE Design and Test, vol.31, issue 4, pp.27-35, 2014.
• Xilinx, 7 Series FPGAs and Zynq-7000 SoC XADC Dual 12-Bit 1 MSPS Analog-to Digital Convert User Guide, UG480 (v1.10.1), July 2018.
• M.K. Mandal and B.C. Sarkar, “Ring Oscillators: Characteristics and applications,” Indian J. Pure and Physics, vol.48, pp.136-145, Feb. 2010.
• 三宅庸資,佐藤康夫,梶原誠司,“FPGAのリングオシレータを利用した温度モニタ,” 信学技報,DC 2014-68, Dec. 2014.
• N. Zhu, Y. Zhou, and H. Liu, “Counteracting leakage power analysis attack using random ring oscillators,” 2013 International Conference on Sensor Network Security Technology and Privacy Communication System (SNS & PCS), pp.12-20, Harbin, China, May 2013.

タイトルに関連する用語 (6件)： FPGA ,  温度制御 ,  リングオシレータ ,  加熱器 ,  実装 ,  評価