超機能化ヒューマン・インターフェース画像処理・ワイヤレス情報端末チップ創製

超功能人机界面图像处理/无线信息终端芯片打造

• 批准号: 13025204
• 负责人: 小柳 光正
• 金额: $ 53.89万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13025204/
• 关键词: 三次元集積化技術; ウェーハ張り合わせ; 積層化画像処理チップ; 超並列パイプライン; オールディジタルモデム; 0.18um CMOSプロセス; 時分割全二重通信; 三次元システムインパッケージ; SS-CDMA; 並列型SIMF; 電流モードFFT LSI; 積層型画像処理チップ

「超機能化ヒューマン・インターフェース画像処理チップ」に関しては、ウェーハ張り合わせ法による三次元集積化技術を用いて、3層積層構造をもつ三次元積層型画像処理テストチップを試作した。このチップは従来の二次元LSIと違ってチップ周辺部にはI/O回路もボンディングパッドも存在しない。そのため、チップ面積がより縮小され、低電力化も図られている。積層チップ表面には支持基板として使われた石英ガラスがそのまま残っており、これが光信号入力の取り入れ窓となると同時にパッケージの一部を兼ねている。試作した三次元積層型画像処理テストチップを用いて画像処理動作の評価を行った。その結果、ピクセル数を64×64に拡張しているがまだ充分でないため、出力画像が少し不鮮明となったが、良好に画像処理動作が実行できていることを確認することができた。(小柳)「SS-CDMAコミュニケーションシステムチップ」に関しては、本年度は、ワイヤレスシステムチップの創製へ向けて、オールディジタルワイヤレスモデムチップの設計・試作を行った。まず、昨年までに試作・特性評価を行ってきたモデムを基本にして、キャリア・クロック同期回路を改良し、特性向上を図ったところ、クロック偏差が17ppmまでエラーフリーで伝送可能であることを確認した。情報を相互でやり取り可能とする時間分割全二重通信の制御回路を設計し、オールディジタルモデムに実装した。送受信フレーム内にフレームIDを埋め込むことでフレーム情報を判断し、制御情報を通知する。更に、PCとUSBインターフェースを用いた画像伝送システムを構築し、オールディジタルモデムを用いて情報伝送が可能であることを示した。0,18umプロセスを用いたLSI試作たより、108.48MHz動作、キャリア周波数13.56MHzにおいて消費電力600uWを実測により確認した。以上より、三次元システムインパッケージを実現するワイヤレスシステムチップの設計・構築技術を確立した。(坪内)

关于“超官能化的人界面图像处理芯片”，使用三维层压结构的三维层压图像处理测试芯片是使用三维整合技术使用晶圆层压方法生产的。与常规的二维LSI不同，该芯片在芯片周围没有I/O电路或粘结垫。结果，芯片区域进一步降低，功率也降低。层压芯片表面保留了石英玻璃，该石英玻璃被用作辅助底物，它是光信号输入的进气窗口，并且还用作包装的一部分。使用原型3D层压图像处理测试芯片评估了图像处理操作。结果，像素的数量已扩展到64×64，但是输出图像还不够，尽管输出图像略微模糊，但可以确认图像处理操作很好地进行了。 （Koyanagi）关于“ SS-CDMA通信系统芯片”，今年我们设计并原型制作了全数字无线调制解调器芯片，以准备创建无线系统芯片。首先，基于原型和表征直到去年的调制解调器，提高了载体时钟同步电路以改善特性，并确认可以通过无错误传输，最高为17ppm。耗时的全双工通信控制电路旨在允许在全数字调制解调器中交换和实现信息。通过将框架ID嵌入传输/接收框架中，确定框架信息并通知控制信息。此外，构建了使用PC和USB接口的图像传输系统，并且可以使用全数字调制解调器执行信息传输。基于使用0,18UM工艺的原型LSI，通过108.48MHz操作的实际测量值确定了功耗，并且载体频率为13.56MHz。从上面，我们为实现三维包装的无线系统芯片建立了设计和构造技术。 （tsubouchi）

项目成果

境 裕樹, 金 成權, 亀田 卓, 中瀬 博之, 礒田 陽次, 坪内 和夫: "低消費電力動作オールディジタルワイヤレスモデムの双方向通信の実現(2)"2003年電子情報通信学会信学技報WBS研究会. 1-6 (2003)

Hiroki Sakai、Seong-Kin Kim、Takashi Kameda、Hiroyuki Nakase、Yoji Isoda、Kazuo Tsubouchi：“低功耗全数字无线调制解调器中的双向通信的实现 (2)” 2003 年电子信息通信研究所工程师 IEICE 技术报告 WBS 研究组。1-6 (2003)

S.K.Kim, J.S.Cha, H.Nakase, K.Tsubouchi: "Novel FFT LSI for orthogonal frequency division multiplexing using current mode circuit"Jpn. J. Appl. Phys.. 40(4B). 2859-2859 (2001)

S.K.Kim、J.S.Cha、H.Nakase、K.Tsubouchi：“使用电流模式电路实现正交频分复用的新型 FFT LSI”Jpn。

K.Togura, H.Nakase, K.Kubota, K.Masu, K.Tsubouchi: "Low power Current-cut switched-current matched filter for CDMA"IEICE Trans. Electron. E84-C(2). 212-219 (2001)

K.Togura、H.Nakase、K.Kubota、K.Masu、K.Tsubouchi：“用于 CDMA 的低功率电流截止开关电流匹配滤波器”IEICE Trans。

境 裕樹, 金 成權, 亀田 卓, 中瀬 博之, 坪内 和夫: "オールディジタルワイヤレスモデム用同期補足回路の検討"2003年電子情報通信学会ソサイエティ大会. B-5-203 (2003)

Hiroki Sakai、Seung-Kin Kim、Takashi Kameda、Hiroyuki Nakase、Kazuo Tsubouchi：“全数字无线调制解调器同步补充电路的研究”2003 年 IEICE 协会会议 (2003)。

Jun Zhang, JeoungChill Shim, Mitsumasa Koyanagi, et al.: "A New Pipelined Architecture for High Speed IP Routing Lookup"FIT情報科学フォーラム2003. 367-368 (2003)

Jun 张、JeoungChill Shim、Mitsumasa Koyanagi 等：“A New Pipelined Architecture for High Speed IP Routing Lookup” FIT 信息科学论坛 2003. 367-368 (2003)