セルフチェッキング性を有する2線式電流モード多値集積回路と高性能算術演算VLSIへの応用  [in Japanese] Self-Checking Multiple-Valued Integrated Circuit Based on Dual-Rail Current-Mode Logic and Its Application to a High-Performance Arithmetic VLSI System  [in Japanese]

コンパクトな回路構成で高性能化と高信頼化を同時に実現できる新しい2線式電流モード多値回路を提案する.2線式電流モード多値回路は, 高速動作のために電流のスイッチングに差動対回路を用い, 2線相補信号で駆動されている.一方, 高信頼性回路の1つであるセルフチェッキング回路は, 2線の論理動作に依存関係があってはならない.本論文では, まず, 物理的には2入力を有しながらも, 論理出力は1入力のみで決定される新しい差動対回路を提案する.この差動対回路を活用することにより, 回路全体を完全2重化することなくセルフチェッキング性と高速性が同時に満たされることを示す.また, 高い性能を有する2進SD数加算器(SDA)において, 提案方式に基づいてセルフチェッキング性を実現した回路構成について述べる.さらに, SDAを用いて乗算器を構成・評価し, 同一性能下で回路のコンパクト化と低消費電力化が共に達成できることを明らかにする.

This paper presents a new totally self-checking circuit based on dual-rail multiple-valued current-mode(MVCM)logic, where almost all the basic components except a differential-pair circuit have been already duplicated, which results in small hardware overhead compared with a non-self-checking circuit based on dual-rail MVCM logic.It is demonstrated in a 0.35-μm CMOS technology that the performance of the 8×8-bit multiplier based on the proposed self-checking circuit is superior to that of full duplication of the non self-checking circuit based on dual-rail MVCM logic in terms of chip area and dynamic power dissipation under the same switching delay.