マルチファンクションプログラマブルSOI-演算メモリMFPM

島野 裕樹  有本 和民  藤野 毅  

誌名
電子情報通信学会論文誌 D   Vol.J93-D   No.6   pp.931-948
発行日: 2010/06/01
Online ISSN: 1881-0225
Print ISSN: 1880-4535
論文種別: 論文
専門分野: 計算機システム
キーワード: 
SOI,  プログラマブル,  TCAM,  文字列パターン検索,  

本文: PDF(3MB)
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あらまし: 
SoC (System On Chip)に使用されているメモリを機能で分類すると,プログラムやデータの格納領域としての"バッファメモリ",外部データと同じデータが格納されているアドレスを検索する"連想メモリ",に分類することができる.また,外部から入力したデータと,メモリ記憶素子に格納されているデータで演算を行い,演算結果を出力する"ロジックインメモリ"も提案されている.本論文では,SOI-トランジスタのボディ電位状態の変化によってしきい値制御できることを利用した非破壊読出しメモリセルを利用して,上記三つの機能をプログラムできる新しいマルチファンクションプログラマブルSOI-演算メモリ"MFPM"を提案する.具体的なメモリセル構造としては,ボディ電位を外部から直接制御できる機構を備えたSOIトランジスタを2個直列接続した演算子セルを用いる.この演算子セルと最適化した電流センスアンプ回路を用いたメモリアレーは,"バッファメモリ"として,シングルポート及び1入力1出力のデュアルポートメモリとして使用できる.また演算子セルは"演算メモリ"として,直列接続された二つのトランジスタの片方に記憶しているデータと入力データとの間でAND演算が実現できるが,周辺の信号パスを切り換えることで,OR,XOR,XNOR演算も実現できる.また,XOR演算をワイアードOR演算する機構を備えることにより,パターン一致検索を行う"連想メモリ"としても使用できる.今回提案するMFPMは,用途に応じて,バッファメモリ,演算メモリ,連想メモリとして機能をプログラムできることから,製造後に機能の一部を変更できるメモリIPとして期待できる.