2017年度 記憶デバイス   Memory Devices

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開講元
電気電子系
担当教員名
菅原 聡 
授業形態
講義     
曜日・時限(講義室)
月7-8(S222)  
クラス
-
科目コード
EEE.D371
単位数
1
開講年度
2017年度
開講クォーター
3Q
シラバス更新日
2017年4月6日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

マイクロプロセッサやシステムオンチップ等のロジックシステムに用いるメモリシステムについて,そのデバイス技術・回路技術を体系的に学びます.はじめに,ロジックシステムに用いるメモリシステムの階層構造と性能,メモリアレイの構成法について学び,メモリシステムの重要性と各種メモリの必要性を理解します.次いで,CMOS技術に基づく記憶回路の基礎となる双安定回路の動作原理について学び,その応用であるフリップフロップおよび高速メモリSRAMの動作原理について学びます.特にSRAMではセルの安定動作と高速・低消費電力動作を実現するためのアーキテクチャについても学びます.次に,大容量メモリDRAMのセル構造と動作原理,その高速化技術について学びます.また,フラッシュメモリなど各種不揮発性メモリについてセル構造,動作原理,開発の現状について学び,FPGAやマイクロコントローラなどにも搭載されている不揮発メモリを用いた新しいロジックアーキテクチャについて学びます.

到達目標

ロジックシステムにおけるメモリ階層構造の必要性を理解し,各メモリ階層に用いる各種メモリのセル構造,動作原理,アーキテクチャ,性能などについて理解します.CMOS技術に基づく高速メモリ,大容量メモリ,不揮発性メモリの各種技術について学びます.さらに新たな材料と物理現象に立脚した新規な不揮発性メモリ技術とその応用についても学びます.また,近年,開発が進んでいる不揮発性メモリのロジックシステムへの応用についても学びます.

キーワード

メモリシステムと階層構造,CMOS技術に基づくメモリ技術(SRAM,DRAM,フラッシュメモリ),新たな材料・物理現象に基づく不揮発性メモリ技術(FeRAM,MRAM,ReRAM,PRAM)

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

専門力 教養力 コミュニケーション力 展開力(探究力又は設定力) 展開力(実践力又は解決力)

授業の進め方

毎回の講義の時間内で,その日の教授内容に関する演習を行います.

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 メモリシステムとメモリアレイの構成法 メモリシステムの階層構造,メモリの種類,メモリアレイの構成法,周辺回路概要
第2回 CMOS集積回路の基礎 トランジスタモデル,CMOSインバーター,トランスファゲート,最先端CMOS
第3回 双安定回路とフリップフロップ CMOSインバータと双安定回路の動作原理,ラッチ・フリップフロップ,性能評価基準,レジスタ
第4回 SRAM SRAMの構成方法,セルの設計方法,ノイズマージンと各種バイアスアシスト法,低消費電力化技術,キャッシュ,マルチポートSRAMとレジスタファイル,FiNFETを用いたSRAM,
第5回 DRAM DRAMセルの構造・動作,リフレッシュ動作,ソフトエラー,開発の現状と将来技術
第6回 ROMとフラッシュメモリ 各種ROMのセル構造・動作・用途,各種フラッシュメモリのセル構造・動作・用途,開発の現状と将来技術
第7回 MRAMとFeRAM 強磁性体の基礎,磁気抵抗効果と強磁性トンネル接合,MRAMの構造と動作原理,強誘電体の基礎,FeRAMの構造と動作原理,開発の現状と将来技術
第8回 その他の不揮発性メモリと不揮発メモリを用いた新しいロジックアーキテクチャ ReRAM,PRAM,不揮発性メモリを用いたロジックシステム,不揮発性メモリを用いた低消費電力化技術

教科書

指定なし

参考書、講義資料等

毎回,講義資料配布

成績評価の基準及び方法

期末試験による成績評価を行います。

関連する科目

  •   

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

特になし

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