2026/03/19 更新

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イスラム　エイ　ケイ　エム　マーフズル
ISLAM A K M MAHFUZUL
ISLAM A K M MAHFUZUL
所属
工学院 准教授
職名
准教授
ホームページ
https://www.cas.ict.e.titech.ac.jp/jp
外部リンク

学位

  • 博士 (情報学) （ 2014年1月   京都大学 ）

研究キーワード

  • RTN

  • MOSFET

  • Noise

  • Low-power

  • Flash ADC

  • Temperature sensor

  • Power device

  • VLSI

  • LDO

  • Variability

  • Order statistics

  • Sensor

  • ADC

研究分野

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 電子デバイス、電子機器

  • 情報通信 / 計算機システム

学歴

  • 京都大学   大学院情報学研究科   通信情報システム専攻 博士後期課程

    2011年4月 - 2014年1月

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  • 京都大学   大学院情報学研究科   通信情報システム専攻 修士課程

    2009年4月 - 2011年3月

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  • 京都大学   工学部   電気電子工学科

    2007年4月 - 2009年3月

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経歴

  • 東京科学大学   工学院情報通信系   准教授

    2024年10月 - 現在

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    国名：日本国

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  • 東京工業大学   工学院 情報通信系   准教授

    2024年4月 - 2024年9月

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    国名：日本国

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  • 京都大学院工学研究科電気工学専攻 専任講師

    2018年10月 - 2024年3月

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  • 東京大学生産技術研究所 助教

    2015年4月 - 2018年9月

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  • 独立行政法人日本学術振興会 特別研究員 (PD)

    2014年2月 - 2015年3月

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  • 独立行政法人日本学術振興会 特別研究員 (DC2)

    2013年4月 - 2014年1月

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所属学協会

  • 情報処理学会 (IPSJ)

    2012年 - 現在

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  • 電子情報通信学会 (IEICE)

    2012年 - 現在

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  • 米国電気電子学会 (IEEE)

    2011年 - 現在

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論文

  • High-speed energy-efficient true random number generator using self-compensating comparator 査読

    Xinbo Huang, Mahfuzul Islam

    IEEE NEWCAS Conference   1 - 5   2025年6月

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    担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • 導電損失をもつ単導体線路モデルとその終端整合への応用 査読

    由利 倫太朗, 久門 尚史, イスラム マーフズル, 和田 修己, 田代 大貴

    電子情報通信学会論文誌B 通信   J108-B ( 3 )   126 - 133   2025年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：電子情報通信学会  

    本論文は，明示的な帰路線のない単導体線路について，線電荷密度と電流を変数とした無損失線路のモデルを拡張する形で，有損失線路のモデルを提案している．また，提案モデルが近似的に伝送線路と等価であることを利用して，有損失単導体線路により無損失単導体線路の終端整合を実現する方法を提案している．更にモーメント法を用いた電磁界解析と比較することにより，提案手法の妥当性を議論している．帰路線のない単導体線路はコモンモードとも関係しており，単導体線路による近似モデルや設計手法は，EMCにおいて重要となるコモンモードに対する設計への展開が期待できる．

    DOI： 10.14923/transcomj.2024gwp0007

    CiNii Research

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  • Self-recovery hysteresis control based on-chip SC DC-DC converter robust to load fluctuation 査読

    Koji Kikuta, Takashi Hisakado, Mahfuzul Islam

    Proceedings of the 30th Asia and South Pacific Design Automation Conference   348 - 351   2025年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：ACM  

    DOI： 10.1145/3658617.3698486

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    その他リンク： https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/3658617.3698486

  • Fully Integrated Switched-Capacitor DC-DC Converter With Self-Recovery Hysteresis Control 査読

    Koji Kikuta, Takashi Hisakado, Mahfuzul Islam

    2024 IEEE 37th International System-on-Chip Conference (SOCC)   1 - 6   2024年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：IEEE  

    DOI： 10.1109/socc62300.2024.10737759

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  • 多相信号を用いたヒステリシス制御によるオンチップSC DC-DCコンバータの高効率設計

    菊田, 康次, 久門, 尚史, イスラム, マーフズル

    DAシンポジウム2024論文集   2024   113 - 120   2024年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：情報処理学会  

    チップ内の回路ブロック毎に低損失で電圧変換するため，SC (Switched-Capacitor) DC-DC コンバータが注目されている．負荷状態の変動に即応し，スイッチング周波数をスケーリングし高効率を実現する手法としてヒステリシス制御がある．しかし，ヒステリシス制御では，信号遅延が原因で，実現できる周波数に上限が存在する問題がある．本論文では，ヒステリシス制御におけるスイッチング信号に同期した位相の異なる複数のスイッチング信号で，高い周波数動作が可能な SC DC-DC コンバータを提案する．提案手法により，ヒステリシス制御にインターリーブ方式を適用し，出力電圧リップルを最大 36mV 小さくできる．合計容量 1nF で負荷電流 0.1～18mA に対して高効率を維持することができる．
    SC (Switched-Capacitor) DC-DC converters attract attention for on-chip small DC-DC converters, which provide supply power to functional blocks comprising SoC (System-on-a-Chip). Under an adaptive frequency scaling scheme according to load state, the output voltage fluctuation may occur if the switching frequency is not scaled immediately. Therefore, hysteresis control methods have been proposed to address this problem. However, the hysteresis control loop delay determines the switching frequency and signal delay puts a ceiling on generating frequency. This constraint restricts the maximum load current that SC DC-DC converters can convert supply voltage. A high switching frequency is required, especially under small total capacitance or interleave methods. Thus, extending the upper limit of switching frequency is critical for on-chip SC DC-DC converters. In this paper, we propose the hysteresis method utilizing multiphase signals, which enables the SC DC-DC converter to operate under high switching frequency. Our proposed SC DC-DC converter can adopt the interleaving method and decrease output voltage ripple by 36mV and maintain high power efficiency for load range from 0.1～18 mA.

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  • A Fully Integrated Digital LDO With Adaptive Sampling and Statistical Comparator Selection 査読

    Shun Yamaguchi, Takashi Hisakado, Osami Wada, Mahfuzul Islam

    IEEE Solid-State Circuits Letters   7   163 - 166   2024年

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    担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)  

    DOI： 10.1109/lssc.2024.3385233

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  • An Adaptive-Sampling Digital LDO with Statistical Comparator Selection Achieving 99.99% Maximum Current Efficiency and 0.25ps FoM in 65nm

    Shun Yamaguchi, Takashi Hisakado, Osami Wada, Mahfuzul Islam

    2023 IEEE Asian Solid-State Circuits Conference (A-SSCC)   2023年11月

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：IEEE  

    DOI： 10.1109/a-sscc58667.2023.10347918

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  • 微細MOSFETの統計的性質を利用する-40～140℃で動作可能なCMOS温度センサ

    太田, 慎一, イスラム, マーフズル, 久門, 尚史

    DAシンポジウム2023論文集   2023   41 - 47   2023年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：情報処理学会  

    近年，低消費電力なオンチップ温度センサを実現する手法として，MOSFET のドレイン電流の温度特性を利用する方法が提案されている．しかし，従来提案されてきた手法では高い精度で温度を推定できる温度範囲が狭いことが課題となっている．そこで，低消費電力かつ高精度な温度センシングを実現する方法として，多数の微細 MOSFET から得られる統計量を利用する手法が提案されている．本研究では，二種類の微細 MOSFET から得られる統計量の差分をとることで広い温度範囲で線形なパラメータが得られることを利用する温度センシング手法を提案する．この性質を利用することで，-40 から 140℃ という広い温度領域で高精度な温度推定が可能であることを示す．
    In recent years, on-chip temperature sensors utilizing temperature dependent characteristics found in the drain currents of scaled MOSFETs operating in the sub-threshold region are widely researched as a low-power temperature sensing method. However, existing designs have yet to achive a wide temperature sensing range in which accurate temperature estimation is possible. As a possible solution to this problem, a temperature sensing method utilizing a temperature-dependent statistical property found in scaled MOSFETs operating in the sub-threshold region has been recently proposed. Our research proposes a temperature sensing method which utilizes the difference that can be calculated from two statistical values obtained from two MOSFETs with different sizings. This paper shows that the proposed method is capable of accurate temperature estimation within a wide temperature range of -40 to 140℃.

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  • 再構成可能なコンパレータを活用した自己キャリブレーション機構を有するフラッシュ型ADC

    岩田, 祐磨, イスラム, マーフズル, 久門, 尚史

    DAシンポジウム2023論文集   2023   48 - 55   2023年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：情報処理学会  

    高速通信機器において，スペクトル効率を上げるために高速かつ高解像度の ADC が必要である．しかし，微細トランジスタを用いた高速 ADC では，コンパレータのオフセット電圧のばらつきが線形性を悪化させてしまう．入力対が選択可能である再構成可能なコンパレータでは，入力対の組み合わせを利用することによりオフセット電圧のばらつきを大幅に抑制できる．しかし，従来のキャリブレーションでは長い時間を要する上に，アナログ電位の生成が必要などの問題がある．本論文では，動作中に短時間で自律的にキャリブレーションする手法を提案する．その結果，温度に対してオフセット電圧の変化を抑制できることを述べる．
    In high-speed telecommunications equipment, ADCs with high resolution and high speed are needed to increase spectral efficiency. However, high-speed ADCs with scaled transistors have variation in the offset voltage of the comparators which worsen the linearity. In reconfigurable comparators with selectable input pairs, the offset voltage variation can be significantly reduced by taking advantage of combinations of input pairs. However, the conventional calibration technique requires a long time and the generation of analog potentials. This paper proposes a method for self-calibration in a short time during operation. Simulation confirm that the variation of the offset voltage with temperature can be suppressed.

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  • MOSFETの基板バイアス効果を利用するオンチップSCコンバータの高効率化設計

    菊田, 康次, イスラム, マーフズル, 久門, 尚史

    DAシンポジウム2023論文集   2023   8 - 14   2023年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：情報処理学会  

    チップ内の回路ブロック毎に電力を供給するオンチップの DC/DC コンバータとして，SC (Switched-Capacitor) コンバータが注目されている．高速スイッチングにより SC コンバータの小面積化が可能であるが，周波数が固定の場合，低負荷時のスイッチを駆動する損失が大きい問題がある．そこで負荷に応じて周波数と使用するスイッチ数を変えてオン抵抗をスケーリングする手法がある．しかし，低負荷時に未使用のスイッチのリーク損失が大きく，高温動作時に電力効率は大きく低下する．本論文では，基板バイアス効果により負荷電流 0.1mA から 20mA に対して電力効率を高く維持し，小さい追加機構で高温動作時の電力効率を最大で 10% 向上させる SC コンバータを提案する．
    SC (Switched-Capacitor) converters are suitable for on-chip DC/DC converters as they are designed to occupy very small areas using a high switching frequency. Under a fixed frequency scheme, the converter's efficiency decreases drastically with the decrease of load current due to the driving loss. Therefore, dynamic scaling of frequency and on-resistance have been proposed to address this problem. However, under a dynamic scaling scheme, the number of unused switches increases with the decrease of load current, where the leakage current of the unused switches becomes a dominant source of energy loss. Especially under high-temperature operation, leakage current significantly degrades power efficiency. Thus, reducing the leakage current is critical in realizing high efficiency at a low load current. In this paper, we propose a method of utilizing substrate bias effect, which can reduce leakage loss at low loads and maintain high power efficiency for load currents from 0.1mA to 20 mA. Our proposed SC converter improves power efficiency by up to 10% under high-temperature operation with a small additional circuit.

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  • CMOS Temperature Sensor Utilizing Gate-length-based Threshold Voltage Modulation 査読

    Mahfuzul Islam, Shogo Harada, Takashi Hisakado, Osami Wada

    2023 21st IEEE Interregional NEWCAS Conference (NEWCAS)   1 - 5   2023年6月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：IEEE  

    DOI： 10.1109/newcas57931.2023.10198111

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  • Real-time Temperature Estimation of SiC MOSFETs Using Gate Voltage at Zero-current Switching for Inverter Applications 査読

    Raul R. Rodriguez G., Mahfuzul Islam, Takashi Hisakado, Osami Wada

    11th International Conference on Power Electronics and ECCE Asia (ICPE 2023 - ECCE Asia)   2023年5月

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    担当区分：責任著者   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：IEEE  

    DOI： 10.23919/icpe2023-ecceasia54778.2023.10213795

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  • Wide-range and low supply dependency MOSFET-based temperature sensor utilizing statistical properties of scaled MOSFETs 査読

    Shinichi Ota, Mahfuzul Islam, Takashi Hisakado, Osami Wada

    Japanese Journal of Applied Physics   62 ( SC )   2023年4月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.35848/1347-4065/acb94e

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  • A Fully Synchronous Digital LDO with Built-in Adaptive Frequency Modulation and Implicit Dead-Zone Control 査読

    Shun Yamaguchi, Mahfuzul Islam, Takashi Hisakado, Osami Wada

    Proceedings of the Asia and South Pacific Design Automation Conference, ASP-DAC   186 - 187   2023年1月

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    担当区分：責任著者   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1145/3566097.3567945

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  • Demonstration of Order Statistics Based Flash ADC in a 65nm Process 査読

    Mahfuzul Islam, Takehiro Kitamura, Takashi Hisakado, Osami Wada

    Proceedings of the Asia and South Pacific Design Automation Conference, ASP-DAC   188 - 189   2023年1月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1145/3566097.3567946

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  • Single-Conductor Transmission-Line Model for Bent Wire Structures 査読

    Daiki Tashiro, Kana Sameshima, Takashi Hisakado, A. K. M. Mahfuzul Islam, Osami Wada

    IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility   1 - 14   2023年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)  

    DOI： 10.1109/temc.2023.3290844

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  • Global stabilization for nonlinear two-port characteristics of bidirectional DC/DC converter and its application to peer-to-peer energy transfer 査読

    Kenta Yamamoto, Takashi Hisakado, Mahfuzul Islam, Osami Wada

    Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE   14 ( 2 )   292 - 307   2023年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Institute of Electronics, Information and Communications Engineers (IEICE)  

    DOI： 10.1587/nolta.14.292

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  • Measurement of Temperature Effect on Comparator Offset Voltage Variation 査読

    Yuma Iwata, Takehiro Kitamura, Mahfuzul Islam

    IEEE International Conference on Microelectronic Test Structures   2023-March   2023年

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    担当区分：最終著者,　責任著者   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/ICMTS55420.2023.10094194

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  • MOSFETのサブスレッショルド電流を利用した適応的周波数変調によるディジタルLDOの低消費電力設計

    山口, 駿, イスラム, マーフズル, 久門, 尚史, 和田, 修己

    DAシンポジウム2022論文集   2022   113 - 119   2022年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：情報処理学会  

    多数の負荷回路の電源電圧を個別に管理するために，低電圧動作が可能なオンチップディジタル LDO（Low DropOut regulator）が注目されている．しかし，ディジタル LDO は消費電力と即応性にトレードオフ関係があり，この解決策としてクロック周波数を電圧誤差に応じて変調する手法がある．クロック周波数を大幅に変調することは難しく，従来の手法では周波数変調回路が複雑化するという問題点がある．本論文では MOSFET のサブスレッショルド電流を利用した適応的周波数生成回路によるディジタル LDO の設計および安定性について議論する．
    On-chip digital LDOs (Low DropOut regulators) are gaining attention for fine-grain power management as they can operate under wide voltage range. A typical digital LDO with a fixed clock frequency suffers from a trade-off relationship between the power consumption and the control response. To overcome this trade-off, adaptive clock frequency based techniques are proposed. To realize high current efficiency across a wide load current range, clock frequency needs to be tuned by several orders of magnitude. In this paper, we discuss adaptive frequency clock generator and the control mechanism. We then discuss the stability of such digital LDOs with wide-range frequency modulation. We show that adaptive frequency based control ensures stability and eliminates limit cycle oscillation.

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  • MOSFETの弱反転領域電流の統計的性質を利用する温度センシング手法

    太田, 慎一, イスラム, マーフズル, 久門, 尚史, 和田, 修己

    DAシンポジウム2022論文集   2022   201 - 206   2022年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：情報処理学会  

    本稿では，弱反転領域で動作する MOSFET のドレイン電流にみられる統計的性質の温度依存性を利用する温度推定手法を提案する．MOSFET の弱反転領域特性を利用することで低消費電力動作を実現しつつ，MOSFET のドレイン電流の統計量を利用することで電源電圧変動による影響を低減できる．6 チップについて測定を行う．商用の 65nm プロセスにて実装した6チップの測定において，二点校正後に -20℃ から 120℃ の温度領域で -0.54/0.43℃ の測定エラーが確認され，これは先行研究で提案されてきた同方式の温度センサと比較すると広範囲かつ高精度を実現している．また，電源電圧依存性は 20℃ で最大 3.5℃/V であり，提案手法により微細プロセスにて高精度でありながらより低い電源電圧依存性を実現できる．
    We propose a novel temperature sensing method utilizing a temperature dependant statistical property of MOSFET currents in the sub-threshold region. The proposed method achieves low power consumption by using MOSFETs in the sub-threshold region. In addition, the measured statistical property is independent of supply voltage, thus making the sensor suitable for wide voltage operation. A circuit using the proposed method is designed and fabricated in a commercial 65nm process. Our measurements across 6 chips show that, after a 2-point calibration, the proposed sensor has a temperature sensing inaccuracy within -0.54/0.43℃ from -20℃ to 120℃, showing the sensor has a wider range and higher accuracy compared to previous works utilizing sub-threshold MOSFETs. The proposed sensor also has a maximum supply dependency of 3.5℃/V at 20℃, showing that the sensor is capable of better accuracy and lower supply voltage dependency even at a scaled process.

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  • Performance Improvement of Order Statistics Based Flash ADC Using Multiple Comparator Groups 査読

    Takehiro Kitamura, Mahfuzul Islam, Takashi Hisakado, Osami Wada

    IEEE International NEWCAS Conference   1 - 4   2022年6月

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    担当区分：責任著者   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/NEWCAS52662.2022.9842172

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  • On-chip leakage current variation measurement using external-reference-free current-to-time conversion for densely placed MOSFETs 査読

    Mahfuzul Islam, Shogo Harada

    Japanese Journal of Applied Physics   61 ( SC )   SC1056 - SC1056   2022年5月

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    担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IOP Publishing  

    DOI： 10.35848/1347-4065/ac506a

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    その他リンク： https://iopscience.iop.org/article/10.35848/1347-4065/ac506a/pdf

  • Order Statistics Based Low-power Flash ADC with On-chip Comparator Selection 査読

    Takehiro KITAMURA, Mahfuzul ISLAM, Takashi HISAKADO, Osami WADA

    IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences   E105A ( 11 )   1450 - 1457   2022年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Institute of Electronics, Information and Communications Engineers (IEICE)  

    DOI： 10.1587/transfun.2021kep0007

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  • 遅延ばらつき評価に向けた交互配置均質リングオシレータ 査読

    有働, 岬, イスラム, マーフズル, 小野寺, 秀俊

    DAシンポジウム2021論文集   2022-March   99 - 104   2022年3月

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    担当区分：責任著者   記述言語：日本語   出版者・発行元：情報処理学会  

    DOI： 10.1109/ICMTS50340.2022.9898111

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  • Low-Power Design of Digital LDO With Non-linear Symmetric Frequency Generation 査読

    Shun Yamaguchi, Mahfuzul Islam, Takashi Hisakado, Osami Wada

    IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs   69 ( 12 )   1 - 1   2022年

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    担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)  

    DOI： 10.1109/tcsii.2022.3184774

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  • A process scalable voltage-reference-free temperature sensor utilizing MOSFET threshold voltage variation 査読

    Shogo Harada, Mahfuzul Islam, Takashi Hisakado, Osami Wada

    2021 IEEE Asian Solid-State Circuits Conference (A-SSCC)   2021年11月

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：IEEE  

    DOI： 10.1109/a-sscc53895.2021.9634727

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  • On-chip leakage current variation measurement using reference-free current-to-time conversion 査読

    Mahfuzul Islam, Shogo Harada

    International Conference on Solid State Devices and Materials   2021年9月

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • CDF Distance Based Statistical Parameter Extraction Using Nonlinear Delay Variation Models 査読

    Kensuke Murakami, Mahfuzul Islam, Hidetoshi Onodera

    27th IEEE International Symposium on On-Line Testing and Robust System Design (IOLTS)   2021年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/IOLTS52814.2021.9486684

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  • Flash ADC Utilizing Offset Voltage Variation With Order Statistics Based Comparator Selection 査読

    Takehiro Kitamura, Mahfuzul Islam, Takashi Hisakado, Osami Wada

    International Symposium on Quality Electronic Design (ISQED)   2021-April   103 - 108   2021年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/ISQED51717.2021.9424288

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  • Power Equalization of Peer-to-Peer Energy Transfer in Star Networks Using Broadcast from Reference Voltage Source

    Masaki Kawamoto, Takashi Hisakado, Mahfuzul Islam, Osami Wada

    International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications   2020年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • A 6.4 nW 1.7% Relative Inaccuracy CMOS Temperature Sensor Utilizing Sub-thermal Drain Voltage Stabilization and Frequency Locked Loop 査読

    Teruki Someya, A.K.M. Mahfuzul Islam, Kenichi Okada

    IEEE Solid-State Circuits Letter   3   458 - 461   2020年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1109/LSSC.2020.3025962

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  • Excitation of the Light Line Mode with Metamaterials Composed of Parallel Conductors Based On Equivalent-Circuit Model Including Retarded Electromagnetic Coupling 査読

    Daisuke Akimaru, Takashi Hisakado, Mahfuzul Islam, Osami Wada

    International Congress on Artificial Materials for Novel Wave Phenomena   2020年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Power Device Degradation Estimation by Machine Learning of Gate Waveforms

    Hiromu Yamasaki, Koutaro Miyazaki, Yang Lo, A. K. M. Mahfuzul Islam, Katsuhiro Hata, Takayasu Sakurai, Makoto Takamiya

    International Conference on Simulation of Semiconductor Processes and Devices (SISPAD)   2020-September   335 - 338   2020年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.23919/SISPAD49475.2020.9241607

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  • 電源電圧と基板電圧の動的調整がランダムテレグラフノイズに起因する遅延ばらつきに及ぼす影響

    有働, 岬, 村上, 健祐, イスラム, マーフズル, 小野寺, 秀俊

    DAシンポジウム2020論文集   2020   65 - 71   2020年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：情報処理学会  

    要求動作周波数に合わせて電源電圧と基板電圧を動的に調整することにより，LSI の消費エネルギーを大幅に削減することができる．一方，印加電圧の変動はランダムテレグラフノイズに起因する遅延時間のばらつきの増大を生み出し，回路の信頼性の低下を招く．そこで本論文では，トラップの物理的な位置やエネルギー準位に注目することで電圧変動時に遅延ばらつきが増大するメカニズムを明らかにする．65nm FDSOI プロセスのテストチップを作製しリングオシレータ回路を測定すると，サブスレッショルド領域における基板電圧調整が遅延ばらつきを大きく増大させる．堅牢な回路設計には基板電圧調整による遅延ばらつきの増大を特に考慮に入れる必要がある．
    Dynamic supply and back-gate voltage tuning reduces the energy consumption in an LSI. However, dynamic tuning of voltages causes additional delay variability due to Random Telegraph Noise and degrades reliability of circuits. In this paper, we investigate on the mechanism of the increase of variability under voltage tuning, considering traps' physical and energetic position. We perform measurement using Ring Oscillator in a 65 nm FDSOI process. It is revealed that delay variability under back-gate voltage tuning increases significantly in the sub-threshold region. It is essential to consider the increase of variability under back-gate tuning for robust circuit operation.

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  • 回路遅延の非線形モデルを用いたモンテカルロ法による遅延ばらつき解析

    村上, 健祐, イスラム, マーフズル, 小野寺, 秀俊

    DAシンポジウム2020論文集   2020   59 - 64   2020年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：情報処理学会  

    低電圧動作において回路遅延は非線形に変動し，線形モデルを用いた従来の解析手法では遅延ばらつきは解析できない．そこで本論文では，非線形領域における回路の遅延ばらつきを解析するための新たな手法を提案する．本手法では，EKV モデルと同様の考え方で各 MOSFET のしきい値電圧変動に対する回路全体の遅延変動の非線形性を正確にモデル化し，これらの遅延変動の重ね合わせを回路全体の遅延変動として求め，モンテカルロ法により遅延ばらつき解析を行う．65nm プロセスを想定した回路シミュレーションにおける遅延変動を提案手法により正確にモデル化できることを示す．
    Since circuit delay fluctuates non-linearly at low voltage, the delay variation cannot be analyzed by conventional methods with linear model. This paper proposes a new method to analyze delay variation at non-linear region. By our proposed method, we analyze delay variation according to the following procedure. At first, as EKV model for modeling a MOSFET operation, we accurately model non-linear circuit delay fluctuation due to fluctuation of a threshold voltage of MOSFETs. Next, with superposition of these delay fluctuation model, we model the circuit delay fluctuation due to fluctuation of threshold voltage of all MOSFETs . Finally, with Monte Carlo method, we calculate the circuit delay variation. We demonstrate that our proposed method can accurately model the delay variation of circuit with 65nm process MOSFET in HSPICE simulation.

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  • コンパレータのオンチップ選択機構を有する順序統計に基づいたフラッシュ型ADCの設計

    北村, 健浩, イスラム, マーフズル, 久門, 尚史, 和田, 修己

    DAシンポジウム2020論文集   2020   8 - 14   2020年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：情報処理学会  

    無線通信の高速化によって数 GS/s 程度の高速なフラッシュ型 ADC が求められているが，微細プロセスでは MOSFET の特性ばらつきが大きく小面積と線形性の両立が難しい．本研究では特性ばらつきを活用し，順序統計に基づきオフセット電圧の順位でコンパレータを選択するフラッシュ型 ADC を提案する．提案方式ではオフセット電圧の相対関係を推定するコンパレータ選択機構を用いるため，小面積かつオンチップで実装できる．商用の 65 nmプロセスを想定した回路シミュレーションにより提案方式を実現するコンパレータ選択機構とコンパレータの動作検証を行い，線形性を評価する．分解能が 5 bit，動作周波数が 2 GHzの場合，消費電力がコンパレータ部で 512 μW と低消費電力であり，IoT など限られた電力下での使用が期待できる．
    Gigasample per second flash ADC is required for high-speed wireless communication systems. However, it is difficult to achieve both of low area and high linearity because of the increase of random mismatch in sub-micron process. In this research, we propose a flash ADC that utilizes the random mismatch by selecting comparators based on order statistics. The use of order statistics allows us to estimate the offset voltage in the time-domain. Thus, comparator selection mechanism can be implemented on-chip with small area. We verify our proposed comparator selection mechanism by using HSPICE simulation based on a commercial 65 nm process and evaluate the ADC performance. Our proposed architecture realizes a 5-bit ADC with power consumption of 512 μW at 2 GS/s.

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  • しきい値電圧差を利用した時間領域処理による広い電源電圧で動作するCMOS温度センサ

    原田, 彰吾, イスラム, マーフズル, 久門, 尚史, 和田, 修己

    DAシンポジウム2020論文集   2020   15 - 21   2020年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：情報処理学会  

    近年，IOT デバイスなどの限られた供給エネルギーの下で，広い電源電圧で動作が可能な低消費エネルギーの温度センサが求められている．低エネルギーで広い電圧動作の実現には，従来安定した参照電圧が使われるが，オンチップでの電圧生成と分配及び変換にエネルギーが消費される．また，デバイスの選択に使われるスイッチの特性がセンシング性能を悪化させるため，スイッチにおける面積オーバヘッドが大きくなる．本稿では，これらの問題を解決するために，特定のしきい値電圧の差を持つトランジスタ及びコンパレータを利用した時間領域処理によるセンシング方式を提案する．本稿では提案温度センサの動作を商用の 65nm プロセスを想定した回路シミュレーションにより確認し，文献の温度センサに対して最も高いエネルギー効率を実現できることを確認する．
    Recently, the need for low-power temperature sensors that can operate under wide supply voltage has been increasing. Voltage reference is commonly used to achieve wide voltage range operation. However, generation and distribution of reference voltage across the chip causes area and energy overhead. In addition, ON resistance of switch transistors at low voltage increases preventing low voltage operation. To solve the above problems, we propose a time-domain temperature sensor that chooses a suitable pair of MOSFETs so that additional bias voltage is not required. Furthermore, the conversion of MOSFET current to delay is performed only when the switch resistances are low utilizing different threshold comparators. Simulation results based on a commercial 65 nm process confirm our proposed sensor. The sensor achieves energy-efficient temperature sensing and wide voltage operation.

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  • Increased Delay Variability due to Random Telegraph Noise under Dynamic Back-gate Tuning 査読

    Misaki Udo, Kensuke Murakami, A. K. M. Mahfuzul Islam, Hidetoshi Onodera

    IEEE 33rd International Conference on Microelectronic Test Structures (ICMTS)   2020-May   1 - 6   2020年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/ICMTS48187.2020.9107919

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  • Random telegraph noise under switching operation

    Kazutoshi Kobayashi, Mahfuzul Islam, Takashi Matsumoto, Ryo Kishida

    Noise in Nanoscale Semiconductor Devices   285 - 333   2020年4月

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    掲載種別：論文集(書籍)内論文  

    DOI： 10.1007/978-3-030-37500-3_9

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  • Transients of Gyrator Network of Bidirectional AC/DC Converters in Peer-to-Peer Energy Transfer 査読

    Nobuhiko Kawashima, Takashi Hisakado, A.K.M. Mahfuzul Islam, Osami Wada

    International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA)   2 - 6   2019年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Circuit Techniques for Device-Circuit Interaction toward Minimum Energy Operation 招待 査読

    A.K.M. Mahfuzul Islam, Hidetoshi Onodera

    IPSJ Transactions on System LSI Design Methodology   12   2 - 12   2019年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    添付ファイル： J_Islam_IPSJ_2019.pdf

    DOI： 10.2197/ipsjtsldm.12.2

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  • Topological Tuning of a Dispersion Curve by Controlling Locations of Impurities with Equivalent Circuit Model 査読

    Akira Hasegawa, Takashi Hisakado, A.K.M. Mahfuzul Islam, Osami Wada

    International Congress on Artificial Materials for Novel Wave Phenomena (Metamaterials)   149 - 151   2019年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • CNN-based Approach for Estimating Degradation of Power Devices by Gate Waveform Monitoring 査読

    K. Miyazaki, Y. Lo, A. K. M, M. Islam, K. Hata, M. Takamiya, T. Sakurai

    Proceedings of IEEE International Conference on IC Design and Technology (ICICDT)   104 - 107   2019年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/icicdt.2019.8790833

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  • Analysis of Random Telegraph Noise (RTN) at Near-threshold Operation by Measuring 154k Ring Oscillators, 査読

    A.K.M. Mahfuzul Islam, Ryota Shimizu, Hidetoshi Onodera

    Proceedings of IEEE International Reliability Physics Symposium (IRPS)   2019-March   1 - 6   2019年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/IRPS.2019.8720608

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  • Drive-Strength Selection for Synthesis of Leakage-Dominant Circuits 査読

    A.K.M. Mahfuzul Islam, Shinichi Nishizawa, Yusuke Matsui, Yoshinobu Ichida

    Proceedings of International Symposium on Quality Electronic Design (ISQED)   2019-March   298 - 303   2019年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/ISQED.2019.8697877

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  • Effect of Logic Depth and Switching Speed on Random Telegraph Noise Induced Delay Fluctuation 査読

    A.K.M. Mahfuzul Islam, Ryota Shimizu, Hidetoshi Onodera

    Proceedings of International Conference on Microelectronic Test Structure (ICMTS)   2019-March   166 - 170   2019年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/ICMTS.2019.8730976

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  • An 11-nW CMOS Temperature-to-Digital Converter Utilizing Sub-Threshold Current at Sub-Thermal Drain Voltage 査読

    Teruki Someya, A.K.M. Mahfuzul Islam, Takayasu Sakurai, Makoto Takamiya

    IEEE Journal of Solid-State Circuits   54 ( 3 )   613 - 622   2019年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    添付ファイル： J_Someya_JSSC_2019.pdf

    DOI： 10.1109/JSSC.2019.2891718

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  • PVT2: Process, Voltage, Temperature and Time-dependent Variability in Scaled CMOS Process, 招待 査読

    A.K.M. Mahfuzul Islam, Hidetoshi Onodera

    Proceedings of IEEE/ACM International Conference on Computer Aided Design (ICCAD)   1 - 6   2018年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1145/3240765.3243491

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  • Worst-case Performance Analysis Under Random Telegraph Noise Induced Threshold Voltage Variability 査読

    A.K.M. Mahfuzul Islam, Hidetoshi Onodera

    Proceedings of ACM International Symposium on Power and Timing Modeling, Optimization and Simulation   140 - 146   2018年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/PATMOS.2018.8464147

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  • DU-MD: An Open-Source Human Action Dataset for Ubiquitous Wearable Sensors 査読

    Swapnil Sayan Saha, Shafizur Rahman, Miftahul Jannat Rasna, A.K.M. Mahfuzul Islam, Md. Atiqur, Rahman Ahad

    Proceedings of 7th International Conference on Informatics, Electronics and Vision   567 - 572   2018年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/ICIEV.2018.8641051

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  • A 13nW Temperature-to-Digital Converter Utilizing Sub-threshold MOSFET Operation at Sub-thermal Drain Voltage 査読

    Teruki Someya, A.K.M. Mahfuzul Islam, Takayasu Sakurai, Makoto Takamiya

    Proceedings of IEEE Custom Integrated Circuits Conference (CICC)   1 - 4   2018年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/CICC.2018.8357030

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  • Measurement of Temperature Effect on Random Telegraph Noise Induced Delay Fluctuation 査読

    A.K.M. Mahfuzul Islam, Masashi Oka, Hidetoshi Onodera

    Proceedings of International Conference on Microelectronic Test Structure (ICMTS)   2018-March   2010 - 2015   2018年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/ICMTS.2018.8383801

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  • Feature Extraction, Performance Analysis and System Design using the DU Mobility Dataset 査読

    Swapnil Sayan Saha, Shafizur Rahman, Miftahul Jannat Rasna, Tarek Bin Zahid, A.K.M. Mahfuzul Islam, Md. Atiqur, Rahman Ahad

    IEEE Access   6   44776 - 447886   2018年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    添付ファイル： J_Saha_ACCESS_2018.pdf

    DOI： 10.1109/ACCESS.2018.2865093

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  • Supply Voltage Effect on Random Telegraph Noise Induced Delay Variation, 査読

    A.K.M. Mahfuzul Islam, Hidetoshi Onodera

    IEEE/ACM Workshop on Variability Modeling and Characterization   2017年11月

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Effect of supply voltage on random telegraph noise of transistors under switching condition 査読

    A.K.M. Mahfuzul Islam, Hidetoshi Onodera

    Power and Timing Modeling, Optimization and Simulation (PATMOS), 2017 27th International Symposium on   2017-January   1 - 8   2017年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/PATMOS.2017.8106992

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  • Statistical Analysis and Modeling of Random Telegraph Noise Based on Gate Delay Measurement 査読

    A. K. M. Mahfuzul Islam, Tatsuya Nakai, Hidetoshi Onodera

    IEEE TRANSACTIONS ON SEMICONDUCTOR MANUFACTURING   30 ( 3 )   216 - 226   2017年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    添付ファイル： J_Islam_TSM_2017.pdf

    DOI： 10.1109/TSM.2017.2715168

    Web of Science

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  • Programmable Neuron Array Based on a 2-Transistor Multiplier Using Organic Floating-Gate for Intelligent Sensors 査読

    A. K. M. Mahfuzul Islam, Masamune Hamamatsu, Tomoyuki Yokota, Sunghoon Lee, Wakako Yukita, Makoto Takamiya, Takao Someya, Takayasu Sakurai

    IEEE JOURNAL ON EMERGING AND SELECTED TOPICS IN CIRCUITS AND SYSTEMS   7 ( 1 )   81 - 91   2017年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    添付ファイル： J_Islam_JETCAS_2017.pdf

    DOI： 10.1109/JETCAS.2016.2628411

    Web of Science

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  • A Statistical Modeling Methodology of RTN Gate Size Dependency Based on Skewed Ring Oscillators 査読

    A. K. M. Mahfuzul Islam, Tatsuya Nakai, Hidetoshi Onodera

    2017 INTERNATIONAL CONFERENCE OF MICROELECTRONIC TEST STRUCTURES (ICMTS)   2017年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/ICMTS.2017.7954282

    Web of Science

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  • リングオシレータを用いたランダムテレグラフノイズの統計解析

    中井辰哉, 業天英範, イスラム・マーフズル, 小野寺秀俊

    情報処理学会DAシンポジウム2016論文集   2016 ( 35 )   187 - 192   2016年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：情報処理学会  

    本稿では，スイッチング中のトランジスタにおけるランダムテレグラフノイズ （RTN） によるしきい値電圧変動量の統計解析を行い，変動量の分布を再現できる統計モデルの検討を行う．組み合わせ回路を模擬するリング発振回路の遅延ゆらぎの統計分布を測定し，感度係数を用いてしきい値電圧変動量の分布に換算する．統計モデルのトランジスタサイズと電源電圧依存性を評価するために，サイズの異なる回路における遅延分布を得る．65-nm SOTB プロセスで試作した nMOS トランジスタと pMOS トランジスタのトランジスタサイズが異なるリングオシレータを用いることで，回路動作中のトランジスタにおける RTN によるしきい値電圧変動を再現する対数正規分布の統計モデルを構築し，モデルパラメータのゲートサイズ依存性を評価する．
    We propose a methodology of evaluating the gate size dependency on ΔVth distributions caused by random telegraph noise (RTN) of transistors under switching condition. An array of ring oscillators (RO), which represent transistor switching operation, with various skewed inverters are used to obtain the delay distributions. Considering a lognormal distribution, ΔVth distributions for transistors of different sizes are extracted using sensitivity analysis. An RO array implemented in a 65-nm SOTB process is measured. Analysis results show that Lognormal model represents the distributions well. Gate size dependency of the model parameters are then extracted and compared for nMOS and pMOS under different supply voltages.

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  • Sensor and Circuit Solutions for Organic Flexible Electronics 査読

    A.K.M. Mahfuzul Islam, Hiroshi Fuketa, Koichi Ishida, Tomoyuki Yokota, Tsuyoshi Sekitani, Makoto Takamiya, Takao Someya, Takayasu Sakurai

    Society for Information Display Symposium Digest of Technical Papers   47 ( 1 )   629 - 632   2016年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1002/SDTP.10738

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  • Statistical Analysis and Modeling of Random Telegraph Noise Based on Gate Delay Variation Measurement 査読

    2016 International Conference on Microelectronic Test Structures (ICMTS)   2016-May   82 - 87   2016年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/ICMTS.2016.7476179

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  • On-chip Monitoring and Compensation Scheme with Fine-grain Body Biasing for Robust and Energy-Efficient Operations 招待 査読

    Proc. of 2016 Asia and South-Pacific Design Automation Conference   25-28-January-2016   403 - 409   2016年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/ASPDAC.2016.7428045

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  • Wide-Supply-Range All-Digital Leakage Variation Sensor for On-Chip Process and Temperature Monitoring 査読

    A. K. M. Mahfuzul Islam, Jun Shiomi, Tohru Ishihara, Hidetoshi Onodera

    IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS   50 ( 11 )   2475 - 2490   2015年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    添付ファイル： J_Islam_JSSC_2015.pdf

    DOI： 10.1109/JSSC.2015.2461598

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  • Characterization of Gate Width Dependency on Random Telegraph Noise using Reconfigurable Ring Oscillator for Compact Statistical Modeling 査読

    A.K.M. Mahfuzul Islam, Tatsuya Nakai, Hidetoshi Onodera

    IEEE/ACM Workshop on Variability Modeling and Characterization   2015年11月

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    担当区分：責任著者   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • 再構成可能なリングオシレータを用いたランダムテレグラフノイズの統計解析

    中井辰哉, イスラム マーフズル, 小野寺秀俊

    情報処理学会DAシンポジウム2015論文集   2015   95 - 100   2015年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：情報処理学会  

    本稿では，回路動作中のスイッチング状況で発生するランダムテレグラフノイズ (RTN) によるトランジスタ閾値電圧変動の統計モデルを構築する．統計的モデル化において，モデルパラメータのトランジスタサイズ依存性に注目し，サイズの異なるトランジスタの評価結果よりその依存性を抽出する．統計量の取得に，nMOS と pMOS を独立に評価可能な再構成可能なリングオシレータを用い，感度解析により遅延分布を閾値電圧変動分布に換算する．65-nm CMOS プロセスにて試作したチップを用いた測定結果を元に，RTN による閾値電圧変動分布が対数正規分布で良く表現できる事を示し，対数正規分布の各パラメータのサイズ依存性について考察を行う．RTN の統計モデルを用いることにより，時間的に変動する回路遅延の統計的解析が可能になる．
    This paper proposes a compact statistical model for RTN (Random Telegraph Noise) induced transistor threshold voltage fluctuation. We focus on the dependency of model parameters to the transistor size and extract the dependency through statistical evaluation using a reconfigurable ring oscillator (RO). Using the reconfigurable ring oscillator, we could evaluate nMOS and pMOS transistors independently. The observed delay distributions with a 65-nm test chip are translated to threshold voltage distributions utilizing sensitivity analysis. We report that log-normal distribution can be used to model RTN induced threshold variability. The size dependency of model parameters are then extracted and compared for nMOS and pMOS.

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  • Energy reduction by built-in body biasing with single supply voltage operation 査読

    N. Kamae, A.K.M. Mahfuzul Islam, A. Tsuchiya, H. Onodera

    International Symposium on Quality Electronic Devices   2015-April   181 - 185   2015年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：IEEE  

    DOI： 10.1109/ISQED.2015.7085421

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    その他リンク： https://dblp.uni-trier.de/db/conf/isqed/isqed2015.html#KamaeMTIO15

  • Sensitivity-independent Extraction of Vth Variation Utilizing Log-normal Delay Distribution 査読

    A.K.M.Mahfuzul Islam, Hidetoshi Onodera

    Proceedings of the 2015 IEEE International Conference on Microelectronic Test Structures   2015-May   212 - 217   2015年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/ICMTS.2015.7106155

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  • Characterization and compensation of performance variability using on-chip monitors 招待 査読

    A.K.M. Mahfuzul Islam, Hidetoshi Onodera

    2014 International Symposium on VLSI Design, Automation and Test (VLSI-DAT)   19 - 22   2014年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/VLSI-DAT.2014.6834934

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  • Area-efficient reconfigurable ring oscillator for device and circuit level characterization of static and dynamic variations 査読

    A. K. M. Mahfuzul Islam, Hidetoshi Onodera

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   53 ( 4 )   04EE01 - 043308   2014年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    添付ファイル： J_Islam_JJAP_2014.pdf

    DOI： 10.7567/JJAP.53.04EE08

    Web of Science

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  • Cell-based Physical Design Automation for Analog and Mixed Signal Application 査読

    Norihiro Kamae, A.K.M Mahfuzul Islam, Akira Tsuchiya, Hidetoshi Onodera

    ACM International Workshop on Timing Issues in the Specification and Synthesis of Digital Systems   2014年3月

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Wide-Supply-Range All-Digital Leakage Variation Sensor for On-chip Process and Temperature Monitoring 査読

    A. K. M. Mahfuzul Islam, Jun Shiomi, Tohru Ishihara, Hidetoshi Onodera

    2014 IEEE ASIAN SOLID-STATE CIRCUITS CONFERENCE (A-SSCC)   45 - 48   2014年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/ASSCC.2014.7008856

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  • In-Situ Variability Characterization of Individual Transistors Using Topology-Reconfigurable Ring Oscillators 査読

    A. K. M. Mahfuzul Islam, Hidetoshi Onodera

    2014 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MICROELECTRONIC TEST STRUCTURES (ICMTS)   121 - 126   2014年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • A Body Bias Generator with Wide Supply-Range down to Threshold Voltage for Within-Die Variability Compensation 査読

    Norihiro Kamae, A. K. M. Mahfuzul Islam, Akira Tsuchiya, Hidetoshi Onodera

    2014 IEEE ASIAN SOLID-STATE CIRCUITS CONFERENCE (A-SSCC)   53 - 56   2014年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/ASSCC.2014.7008858

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  • Energy-efficient Dynamic Voltage and Frequency Scaling by P/N-performance Self-adjustment using Adaptive Body Bias 査読

    A.K.M. Mahfuzul Islam, Norihiro Kamae, Tohru Ishihara, Hidetoshi Onodera

    Proceedings of SASIMI   2013年10月

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    担当区分：筆頭著者   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Area-efficient Reconfigurable Ring Oscillator for Characterization of Static and Dynamic Variations 査読

    A.K.M. Mahfuzul Islam, Hidetoshi Onodera

    International Conference on Solid State Devices and Materials   132 - 133   2013年9月

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    担当区分：筆頭著者   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • On-Chip Detection of Process Shift and Process Spread for Post-Silicon Diagnosis and Model-Hardware Correlation 査読

    A. K. M. Mahfuzul Islam, Hidetoshi Onodera

    IEICE TRANSACTIONS ON INFORMATION AND SYSTEMS   E96D ( 9 )   1971 - 1979   2013年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    添付ファイル： J_Islam_IEICE_2013.pdf

    DOI： 10.1587/transinf.E96.D.1971

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  • Inhomogeneous ring oscillator for within-die variability and RTN characterization 査読

    Shuuichi Fujimoto, A. K.M. Mahfuzul Islam, Takashi Matsumoto, Hidetoshi Onodera

    IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing   26 ( 3 )   296 - 305   2013年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    添付ファイル： J_Fujimoto_TSM_2013.pdf

    DOI： 10.1109/TSM.2013.2265702

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  • Reconfigurable Delay Cell for Area-efficient Implementation of On-chip MOSFET Monitor Schemes 査読

    A. K. M. Mahfuzul Islam, Tohru Ishihara, Hidetoshi Onodera

    PROCEEDINGS OF THE 2013 IEEE ASIAN SOLID-STATE CIRCUITS CONFERENCE (A-SSCC)   125 - 128   2013年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Variation-Sensitive Monitor Circuits for Estimation of Global Process Parameter Variation 査読

    Islam A. K. M. Mahfuzul, Akira Tsuchiya, Kazutoshi Kobayashi, Hidetoshi Onodera

    IEEE TRANSACTIONS ON SEMICONDUCTOR MANUFACTURING   25 ( 4 )   571 - 580   2012年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    添付ファイル： J_Islam_TSM_2012.pdf

    DOI： 10.1109/TSM.2012.2198677

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  • Inhomogeneous Ring Oscillator for WID Variability and RTN Characterization 査読

    Shuuichi Fujimoto, A.K.M. Mahfuzul Islam, Takashi Matsumoto, Hidetoshi Onodera

    IEEE International Conference on Microelectronic Test Structures   25 - 30   2012年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • On-chip detection of process shift and process spread for silicon debugging and model-hardware correlation 査読

    Islam A.K.M. Mahfuzul, Hidetoshi Onodera

    Proceedings of the Asian Test Symposium   350 - 354   2012年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/ATS.2012.66

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  • A Built-in Self-adjustment Scheme with Adaptive Body Bias using P/N-sensitive Digital Monitor Circuits 査読

    Islam A. K. M. Mahfuzul, Norihiro Kamae, Tohru Ishihara, Hidetoshi Onodera

    2012 IEEE ASIAN SOLID STATE CIRCUITS CONFERENCE (A-SSCC)   101 - 104   2012年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Variation-sensitive Monitor Circuits for Estimation of Die-to-Die Process Variation 査読

    Islam A. K. M. Mahfuzul, Akira Tsuchiya, Kazutoshi Kobayashi, Hidetoshi Onodera

    2011 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MICROELECTRONIC TEST STRUCTURES (ICMTS)   2011年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Component Analysis of WID Variation 査読

    Shuuichi Fujimoto, A.K.M. Mahfuzul Islam, Shinichi Nishizawa, Hidetoshi Onodera

    IEEE International Workshop on Design for Manufacturability & Yield,   2010年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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  • Process-sensitive monitor circuits for estimation of die-to-die process variability 査読

    MAHFUZUL I. A. K. M.

    Proc. TAU, 2010   83 - 88   2010年3月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

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書籍等出版物

  • Dependable Embedded Systems

    Mahfuzul Islam, Hidetoshi Onodera（ 担当： 分担執筆 範囲: Chapter Title: “Monitor Circuits for Cross-Layer Resiliency”）

    Springer  2020年 

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  • Noise in Nanoscale Semiconductor Devices

    Kazutoshi Kobayashi, Mahfuzul Islam, Takashi Matsumoto, Ryo Kishida（ 担当： 分担執筆 範囲: Chapter Title: "Random Telegraph Noise Under Switching Operation"）

    Springer  2020年 

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MISC

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講演・口頭発表等

  • Design Techniques for Low-Energy IoT devices: Circuit and System Challenges 招待

    Mahfuzul Islam

    International Conference on Informatics, Electronics and Vision  2018年6月 

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    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Sensor and System Design for Machine Learning Applications

    Mahfuzul Islam

    International Conference on Japan-Bangladesh Research and Practice  2023年8月 

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    会議種別：公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等  

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  • オンチップモニタ回路を用いた特性ばらつきのモデル化と補償

    イスラム マーフズル

    回路とシステムワークショップ  2014年8月 

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    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Area-efficient Sensors for On-chip Monitoring of Process, Leakage and Temperature Variation 招待

    IEEE/ACM Workshop on Variability Modeling and Characterization  2014年11月 

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    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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産業財産権

  • アナログデバイスおよびその制御方法、温度センサ、並びにアナログ素子対応付けシステム

    イスラム エイケイエム マーフズル, 久門 尚史, 和田 修己

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    出願人：国立大学法人京都大学

    出願番号：特願2019-200993  出願日：2019年11月

    公開番号：特開2022-180671  公開日：2022年12月

    J-GLOBAL

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  • 再構成可能な遅延回路、並びにその遅延回路を用いた遅延モニタ回路、ばらつき補正回路、ばらつき測定方法及びばらつき補正方法

    小野寺 秀俊, イスラム・エイケイエム・マーフズル

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    出願人：国立研究開発法人科学技術振興機構

    出願番号：JP2014069976  出願日：2014年7月

    公表番号：WO2015-025682  公表日：2015年2月

    J-GLOBAL

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  • 再構成可能な遅延回路、並びにその遅延回路を用いた遅延モニタ回路、ばらつき補正回路、ばらつき測定方法及びばらつき補正方法

    小野寺 秀俊, イスラム・エイケイエム・マーフズル

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    出願人：国立研究開発法人科学技術振興機構

    出願番号：特願2015-532785  出願日：2014年7月

    特許番号/登録番号：特許第6297575号  登録日：2018年3月 

    J-GLOBAL

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  • Reconfigurable delay circuit, delay monitor circuit using said delay circuit, variation compensation circuit, variation measurement method, and variation compensation method

    Hidetoshi Onodera, A. K. M. Mahfuzul Islam

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    出願番号：特願JP2013-169965  出願日：2013年8月

    特許番号/登録番号：特許U.S. Patent No. 9,899,993  発行日：2018年2月

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受賞

  • AJJC Academic Research Award

    2023年8月   IEEE CEDA   Low-Power Design of Digital LDO with Adaptive Frequency Scaling based on MOSFETs' subthreshold current

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  • SLDM研究会 優秀論文賞

    2023年8月   情報処理学会   MOSFETの弱反転領域電流の統計的性質を利用する温度センシング手法

    太田 慎一, Mahfuzul Islam, 久門 尚史, 和田 修己

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  • コンピュータサイエンス領域奨励賞

    2023年8月   情報処理学会   MOSFETのサブスレッショルド電流を利用した適応的周波数変調によるディジタルLDOの低消費電力設計

    山口 駿, イスラム マーフズル, 久門 尚史, 和田 修己

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  • SLDM研究会セッション特別賞

    2023年8月   SLDM研究会セッション特別賞   MOSFETのサブスレッショルド電流を利用した適応的周波数変調によるディジタルLDOの低消費電力設計

    山口 駿

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  • SLDM研究会優秀発表賞

    2023年8月   情報処理学会   MOSFETの弱反転領域電流の統計的性質を利用する温度センシング手法

    太田 慎一

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  • SLDM研究会優秀発表賞

    2023年8月   情報処理学会   MOSFETのサブスレッショルド電流を利用した適応的周波数変調によるディジタルLDOの低消費電力設計

    山口 駿

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  • Best Paper Award

    2023年3月   IEEE International Conference on Microelectronic Test Structures   Measurement of temperature effect on comparator offset voltage variation

    Yuma Iwata, Takehiro Kitamura, Mahfuzul Islam

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  • Best Design Award

    2023年1月   IEEE ASP-DAC University Design Contest   A fully synchronous digital LDO with built-in adaptive frequency modulation and implicit dead-zone control

    Shun Yamaguchi, Mahfuzul Islam, Takashi Hisakado, Osami Wada

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  • デザインコンテスト奨励賞

    2022年9月   VDEC   サブスレッショルド電流を利用した周波数変調回路と 単一参照電圧を用いた Dead-zone 制御を搭載したディジタルLDO

    山口 駿

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  • コンピュータサイエンス領域奨励賞

    2022年8月   情報処理学会   遅延ばらつき評価に向けた交互配置均質リングオシレータ

    有働 岬, イスラム マーフズル, 小野寺 秀俊

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  • AJJC Academic Research Award

    2021年8月   IEEE CEDA   Design of reference-free CMOS temperature sensor with statistical MOSFET selection

    Shogo Harada, Mahfuzul Islam, Takashi Hisakado, Osami Wada

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  • セッション特別賞

    2021年8月   情報処理学会   電源電圧と基板電圧の動的調整がランダムテレグラフに起因する遅延ばらつきに及ぼす影響

    有働岬

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  • セッション特別賞

    2021年8月   情報処理学会   しきい値電圧差を利用した時間領域処理による広い電源電圧で動作するCMOS温度センサ

    原田彰吾

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  • 山下記念研究賞

    2021年3月   情報処理学会   MOSFETの統計的選択によるレファレンス不要なCMOS温度センサの設計

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  • Best Paper Award

    2017年3月   IEEE International Conference on Microelectronic Test Structure (ICMTS)   A statistical modeling methodology of RTN gate size dependency based on skewed ring oscillators

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  • 山下記念研究賞

    2015年3月   情報処理学会   ポロジー可変な遅延モニタ回路を用いたトランジスタ毎の静的及び動的特性ばらつきの評価

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  • コンピュータサイエンス領域奨励賞

    2014年8月   情報処理学会   チップ間およびチップ内ばらつきを評価可能な再構成可能遅延モニタ回路

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  • 優秀発表学生賞

    2014年8月   情報処理学会   チップ間およびチップ内ばらつきを評価可能な再構成可能遅延モニタ回路

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  • SLDM研究会 優秀論文賞

    2014年8月   情報処理学会   完全ディジタル型のP/Nばらつきの自律補償回路

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  • 丹羽保次郎記念論文賞

    2014年2月   東京電機大学   Variation-sensitive Monitor Circuits for Estimation of Global Process Parameter Variation

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  • Student Design Contest Award

    2013年11月   IEEE Asian Solid-State Circuits Conference   Reconfigurable Delay Cell for Area-efficient Implementation of On-chip MOSFET Monitor Schemes

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  • 優秀発表学生賞

    2013年8月   情報処理学会   完全ディジタル型の P/Nばらつきの自律補償回路

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  • 学生研究奨励賞

    2011年12月   IEEE関西支部  

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  • 畠山賞

    2007年3月   日本機械学会  

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 自律補正機構によるアナログ集積回路の低消費電力設計

    2023年12月 - 2025年11月

    公益財団法人ヒロセ財団  研究助成 

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    担当区分：研究代表者 

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  • アナログスピン素子を用いた極微細・省電力アナログICの開発

    2023年9月 - 2025年8月

    NEDO  官民による若手研究者発掘支援事業 

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    担当区分：研究分担者 

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  • 順序統計に基づくアナログ集積回路の低消費エネルギー動作と長寿命化を両立する設計

    研究課題/領域番号：22K11953  2022年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    ISLAM MAHFUZUL

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    配分額：4160000円 （ 直接経費：3200000円 、 間接経費：960000円 ）

    本研究の目的は多数の微細な素子から適切な素子の組をオンチップで自動選択する回路方式の確立である．コンパレータと増幅器のような基本回路ブロックを使ってアナログ回路設計を行うが，素子間のランダムばらつきによりコンパレータと増幅器にオフセット電圧が生じてしまう．オフセット電圧を小さくする回路技術において消費電力が大きくなってしまう問題がある．本研究では，消費電力を大きくすることなく，順序統計に基づく設計により低消費電力設計を可能することを目標としている．多数の素子から必要最小限の素子のみを自動選択し，動作させ，非選択の素子はすべて無効化しておく．素子の自動選択に順序統計を採用し，オンチップキャリブレーションにより実施する．今年度は1Gspsで動作する4ビットのアナログーディジタル変換回路（A/D変換回路）を設計し，65nmプロセスにてチップ試作を行った．試作したA/D変換回路のチップに256個のコンパレータを搭載し，256個の中から15個のコンパレータを自動選択してからA/D変換を行う回路となっている．試作したチップを測定し，A/D変換回路の動作確認と線形性を評価した．性能を向上するために今回の試作チップにおいて256個コンパレータを同じ種類でなく，3つの種類に分けて設計した．3つグループに分けることによりコンパレータのオフセット電圧の分布を最適化でき，1つのみ種類を搭載する場合に比べて，同じ消費電力で線形性が大きく改善されることを実測より証明できた．また，最適化フローを確立し，ジャーナル論文にまとめて発表した．

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  • 統計量に基づいた低消費電力と高精度を両立するCMOS 温度センサ回路方式

    2022年4月 - 2023年3月

    公益財団法人双葉電子記念財団  自然科学研究助成金 

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    担当区分：研究代表者 

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  • オンチップディジタル電源回路の広い負荷電流における電力高効率化に関する研究

    2021年4月 - 2023年3月

    ローム株式会社  共同研究 

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    担当区分：研究代表者 

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  • 製造ばらつきを利用したCMOSセンサ回路の低消費電力設計に関する研究

    研究課題/領域番号：19K20233  2019年4月 - 2022年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究  若手研究

    ISLAM MAHFUZUL

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    配分額：4290000円 （ 直接経費：3300000円 、 間接経費：990000円 ）

    本研究の目標はトランジスタ特性ばらつきを活用した回路技術の開拓である．温度センサ回路とアナログーディジタル変換回路（ADC）を設計・試作し，実測により提案方式の妥当性を検証した．温度センサに関して，レファレンス電圧なしで0.8~1.2Vの電圧において高精度の温度センシングに成功した．65nmプロセスの試作チップにより0~100°Cの範囲で-0.5/+1.4°C誤差内で温度センシングができることを実証した．フラッシュ型ADC回路についてレファレンス電圧を必要としない方式を開発し，実測によりその妥当性を検証した．1GHzのサンプリング速度で1mW未満の消費電圧でAD変換が可能であることを実証した．

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  • ゲート波形の機械学習手法に基づいた劣化状況及びデバイス接合温度のリアルタ イム診断システムの開発

    2018年4月 - 2020年3月

    ローム株式会社  共同研究 

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    担当区分：研究代表者 

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  • 瞬時消費電力を最小化するスタンダードセルライブラリの構成法

    2018年4月 - 2020年3月

    ローム株式会社  共同研究 

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    担当区分：研究分担者 

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  • 発展途上国におけるIoT普及に関するケーススタディ

    2017年4月 - 2018年3月

    東京大学生産技術研究所  所長エンカレッジプロジェクト 

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    担当区分：研究代表者 

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  • 自律的特性補償により閾値付近の低電圧まで安定動作する集積回路設計技術

    研究課題/領域番号：25280014  2013年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    小野寺 秀俊, 土谷 亮, 石原 亨, 西澤 真一

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    担当区分：連携研究者 

    配分額：18200000円 （ 直接経費：14000000円 、 間接経費：4200000円 ）

    電源電圧の低下に伴い、トランジスタ特性のばらつきによる回路特性変動が拡大する。低電圧での安定動作を達成するため、トランジスタ特性のばらつき量を自己診断するモニタ回路と、基板電圧の調節によりばらつき量を補償する基板バイアス生成回路を開発した。ばらつきに脆弱なラッチ回路について動作安定性の解析方法を開発し、閾値付近の低電圧まで安定動作させるための設計指針を求めた。これらの技術により、自律的特性補償により低電圧でも安定に動作する集積回路が実現できる。

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  • 特性ばらつきの自律補償技術とそれを活用したＬＳＩの低消費電力化手法に関する研究

    研究課題/領域番号：13J06432  2013年4月 - 2015年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費  特別研究員奨励費

    イスラム マーフズル

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    配分額：2300000円 （ 直接経費：2000000円 、 間接経費：300000円 ）

    本研究の目的は、LSIの特性ばらつきをオンチップで診断し、自律的にそのばらつきを補償する技術を確立することである。当該年度は、オンチップ診断回路の多様化と多機能化について主に研究開発を行い、重要な研究成果をあげた。昨年度に開発したトランイスタ特性ばらつきの診断回路技術を拡張し、診断対象にリーク電流と温度を加えた。トランジスタ当たりのリーク電流はpAのオーダであり、そのオンチップ診断にはアナログ回路設計が必要だったが、本研究ではディジタル方式でその診断を可能にした。オンチップ診断回路として低コストで小面積かつ多機能なモニタ回路を実現した。提案回路アーキテクチャーについて回路系の学会であるA-SSCC'2014にて成果発表を行った。その後、回路系のトップ論文誌であるIEEE JSSCの特集号に招待された。
    次に、オンチップ自己診断を元に特性補償によるエネルギー削減率について検討し、その有効性を明らかにした。実用的なアプリケーション回路を最先端の65nmプロセスにて実装した。暗号化・復号化回路に特性診断回路と制御回路と基板バイアス生成回路を組み込み、診断回路からバイアス生成回路まですべてディジタル方式のセルベース設計自動化へ対応させた。研究成果を集積回路の設計品質の向上方法をテーマとする学会であるISQED'2015にて発表した。
    また、昨年度提案したばらつき評価回路を利用した閾値電圧ばらつきの推定手法について新たな方法を提案し、テスト回路に関する学会であるICMTS'2015にて成果発表を行った。開発した方法により、トランジスタアレイなしでトランジスタ閾値電圧ばらつきを低コストで評価可能となった。

    researchmap

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