サブスレッショルド領域で動作するロジックメモリ回路における確率共鳴現象(一般及び雑音を有効利用する神経系やそのモデル)
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概要
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サブスレッショルド領域で動作する低消費電力なロジックメモリ回路を提案し、その回路における確率共鳴を観測した。我々は以前オペアンプ一つで回路化できる二重井戸ポテンシャル系を提案し、簡単に確率共鳴の電子回路実験ができることを示した。今回、この系をロジックメモリに応用するため五つのトランジスタから構成されたOTAを用いて電子回路化した。テイル電流をトランジスタのリーク電流と同等に抑えることで低消費電力動作を実現した。TSMC 0.18μmのパラメータを用いてV_<dd>=1.8Vであったとき二つのインバータで構成されたラッチタイプのロジックメモリ回路の消費電力は14.6nwであったのに対し、本提案回路の消費電力は150pWと極めて少なかった。また提案回路における確率共鳴現象を観測するため、雑音振幅を変えたときロジックメモリの内部状態が正しく書き換わる確率を計算した結果、古典的な二重井戸ポテンシャル系と同様の確率共鳴曲線が得られた。最後に、電源電圧をトランジスタのしきい電圧近傍にすることでさらなる低消費電力化を図った。V_<dd>=0.5Vとしてラッチ回路と消費電力の比較をした場合、提案回路の方が消費電力が40%程度低かった。
- 2011-01-17
著者
-
浅井 哲也
北海道大学 大学院 情報科学研究科
-
雨宮 好仁
北海道大学 大学院 情報科学研究科
-
宇田川 玲
北海道大学 大学院 情報科学研究科
-
雨宮 好仁
北海道大学大学院情報科学研究科情報エレクトロニクス専攻
-
浅井 哲也
はこだて未来大複雑系
-
吉田 和徳
北海道大学大学院情報科学研究科
-
宇田川 玲
北海道大学大学院情報科学研究科
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