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ホーム > ニュース > プレスリリース > 先端LSIの信頼性維持を低コストで実現するプログラマブル故障予知技術を開発

先端LSIの信頼性維持を低コストで実現する
プログラマブル故障予知技術を開発 ~自動車、医療、ロボットなど、人と密接に関わるシステム実現のキー技術~

2009年6月17日
日本電気株式会社
NECエレクトロニクス株式会社

NECおよびNECエレクトロニクスはこのたび、自動車や医療、ロボットなど、特に信頼性が必要なシステムに組み込まれるLSIにおいて、故障予知を低コストで実現する「プログラマブル故障予知技術」の開発に成功しました。また、本技術の性能を実証するLSIチップを試作し、基本動作を確認しました。
本技術は、「故障の前兆を捉える精度」を自由に設定したり、「前兆を捉えることができる故障の種類」を拡張できるもので、今後の微細なLSIにおいても、故障予知を高精度で低コストに維持できます。このため、高速かつ低電力な最先端のLSIデバイスを使用可能となり、従来の高信頼性を重視したLSIに比べ、システムの動作速度性能や電力性能を2倍程度まで向上できます。

このたび開発した技術の特長は、以下の通りです。

  1. 「故障の前兆を捉える精度」を向上する技術
    LSI内部に、既存の回路に加え、クロック信号(注1)のタイミングを微妙にずらす変調回路を追加した二重化回路を構築。二重化回路の各出力の演算時間を比較し、演算時間の変化量が故障の警告を出す範囲(予知ウインドウ)内となった場合に、故障の前兆として検出。クロックの変調度合いに応じて決まる予知ウインドウの大きさをプログラム可能とすることで、高い検出精度の設定も実現。
    これらにより、LSIの性能とトレードオフの関係にある故障予知の精度を、LSIが組み込まれたシステムの動作中に、LSIの個別の製造バラツキや使用環境、さらにシステムの用途や機能などに応じて、柔軟に変更可能。

  2. 「前兆を捉えることができる故障の種類」を拡張する技術
    上記の二重化回路において、2つの回路中のクロック信号をそれぞれ二系統に分離し、二相化。演算回路の前後のクロック信号のタイミングをずらした二相化により、LSIの微細化で問題となる、演算回路の遅延時間が長くなる故障モードだけでなく、遅延時間が短くなるような複雑な故障モードでも、故障の前兆を捉えることが可能。

LSIの故障予知は、LSIの誤動作を未然に回避し、正しい動作を継続する新たな信頼性維持技術です。従来の故障の事後対処型の高信頼維持は、万が一故障が発生したときの対処が複雑で、回復処理が大掛かりとなる欠点がありました。一方、故障予知は万が一の故障を防ぐことができるとともに、将来起こる故障への対処を事前にできるため、高い信頼性のシステムをより低コストに実現できます。
今後、LSIの微細化や大規模化により、LSIの信頼性を低コストに維持することがますます難しくなりますが、このたびの技術は、LSIの高い信頼性を効率的に維持する鍵になるものです。

NECとNECエレクトロニクスは、今後も高い信頼性を持った最先端LSIをより低コストにお客様に提供することで、人と密接にかかわる領域でのLSI利用拡大を促進し、「安心・安全」で便利な社会を実現するための研究開発を推進してまいります。

なお、今回の成果は、6月15日から18日まで、リーガロイヤルホテル京都(京都府・京都市)で開催される学会「VLSIシンポジウム(2009 Symposium on VLSI Circuits)」で、17日に発表します。

以上

注1:クロック信号

LSI回路全体の動作タイミングをあわせ、LSIの動きを決める周期的な信号。

本件に関するお客様からのお問い合わせ先

NEC 知的資産R&D企画本部 広報グループ
URL: 新しいウィンドウを開きます。http://www.nec.co.jp/contact/

このページに掲載されているプレスリリースその他の情報は、発表日現在の情報であり、時間の経過または様々な後発事象によって変更される可能性がありますので、あらかじめご了承ください。

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