グリーン都市開発のためのマイクロチップ設計

ダナン工科大学の2つの学生チームによる2つのテーマ「45nmテクノロジーを使用したASIC上のAES-128 IPコアの設計」と「90nm CMOSテクノロジーに基づくECG心電図信号モニタリングに適用されるアナログフロントエンドの設計」が、「第2回スマートアーバンマイクロ回路設計コンペティション - 2024 中部地域」で1位と2位を獲得しました。このコンテストは、ホーチミン市ハイテクパークの管理委員会が他の部署と協力して「持続可能なグリーン都市開発のための二重の変革」というテーマで開催しています。

Báo Đà Nẵng•12/04/2025

サイバーセキュリティ半導体チームのメンバーは、「45nm技術を用いたASIC上でのAES-128 IPコアの設計」というテーマが、環境に優しく、持続可能で、情報セキュリティに配慮した都市の発展に貢献することを期待しています。写真：TV

強化されたセキュリティ

サイバーセキュリティ半導体チームリーダーのグエン・ヴ・ティン・アン（Nguyen Vu Thinh Anh）氏は、「45nmテクノロジーを用いたASIC上でのAES-128 IPコアの設計」というテーマについて発表し、情報セキュリティがデータ保護における最重要課題となっている状況において、チームはFPGAまたはASICハードウェア上で暗号化処理性能を最適化するAES IPコアを設計したと述べました。これは、従来のマイクロプロセッサ上で実行されるソフトウェアソリューションと比較して、多くの利点をもたらします。このテーマは、実システムへの統合時に性能、リソース、柔軟性の要件を満たす、AESアルゴリズム向けの効率的なハードウェアコアの研究開発を目指しています。

AES IPコアは、データ伝送アプリケーションチップや通信チップに統合され、データパケットの安全なデータ伝送を実現します。さらに、AES IPは、環境をセンシングするIoTデバイス、スマート電力メーター、エネルギー・交通監視システムにも統合可能です。これらのデバイスは、データの収集、伝送、処理、セキュリティ、省エネにおいて重要な役割を果たします。同時に、AES IPコアはハードウェアシステムに合理的なコストで統合でき、高い再利用性により量産時の効率性も向上します。

サイバーセキュリティ半導体チームのメンバーである学生のホアン・バオ・ロン氏によると、このプロジェクトの欠点は初期開発コストがかなり高いことです。しかし、AES IPコアの習得と最適化は、データ保護と省エネ電子システムの構築という長期的なメリットをもたらし、環境に優しく、持続可能で、情報セキュリティに配慮した都市の発展に貢献します。

スマートヘルスケアソリューションの構築

「90nm CMOSテクノロジーを用いて、ECG心電図信号に使用されるアナログ信号をデジタル信号に変換するADCの設計」というテーマについて、BKDN.Pioneersのチームリーダーである学生のホー・グエン・タム氏は、スマート都市開発に関する多くのテーマの中でも、チームが特に医療分野に興味を持っていると述べました。チームは、理工大学科学技術・国際協力学部副学部長のヴォー・トゥアン・ミン准教授から、モバイル医療機器や遠隔健康モニタリングシステムの性能を最適化する大きな可能性を秘めた医療分野である心電図信号（ECG）というテーマを提案され、指導を受けました。

Tam氏によると、ECG心電図システムに統合されたADCコンバーターの設計は、小型化、低消費電力化につながり、モバイルデバイスや医療IoTデバイスへの適合性を高め、継続的かつ高精度な健康モニタリングモデルの実現に貢献します。この目的のため、チームは90nm CMOSテクノロジーを用いて、アンプとアナログ/デジタルコンバーター（SAR ADC）を含むECGシステム用のアナログフロントエンドブロックを設計することを決定しました。これにより、Cadence Virtuosoツールへのアクセスと回路シミュレーションが容易になりました。

これは、学術環境での導入に必要な性能と低消費電力を保証する最新技術です。チームは、このプロジェクトが、真のニーズに応えるスマートで持続可能な医療ソリューションの構築に貢献することを期待しています。

学生グループによると、90nm CMOSテクノロジーは製造コストが低く、性能、解像度、消費電力の要件を満たしているため、実現可能な選択肢です。しかしながら、集積密度、性能、消費電力の限界により、競争は依然として大きな課題となっています。今後、チームはECGデバイス用のアナログフロントエンドシステムの改良を継続し、ノイズフィルタリング、増幅、信号変換ブロックの精度向上に取り組んでいきます。

現在、両チームはトピックの完成に注力するとともに、ブロックを完全なシステムに連結する方法を研究し、ホーチミン市で開催される全国決勝戦の前にシミュレーションを完了し、実際のパフォーマンスを評価することを目指しています。

トゥオン・ヴィ

出典: https://baodanang.vn/channel/5433/202504/thiet-ke-vi-mach-phat-trien-thanh-pho-xanh-4003537/