リアルワールド応用低消費電力リコンフィギャラブルVLSIプロセッサの開発

• Project/Area Number: 13780186
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 計算機科学
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 張山 昌論 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (10292260)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2002: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2001: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: FPGA / 再構成アーキテクチャ / 再構成可能アーキテクチャ / ASIC / ハイレベルシンセシス

Research Abstract

安全性・セキュリティの確保などを重視した「人にやさしい情報杜会」を実現するためには,動的に変化するリアルワールド環境を自律的に認識し,人間を支援する知能システムを実現するためには,膨大なリアルワールド情報を瞬時に処理する高性能な専用VLSIプロセッサの構成が望まれる.従来の専用プロセッサの開発方法は,(1)フルカスタム方式,(2)FPGA(書き換え可能ゲートアレイ)を用いた方法に大別される.フルカスタム方式,すなわちASICで実現するアプローチでは,開発コストが高く、よほど大量のチップが市場に出荷されることでなければ、現実性に乏しい.一方,従来のFPGAを用いた方法では,ユーザープログラムにより機能を変更できるため低コスト化が可能である.しかしながら,演算器間の相互結合網が複雑であるため演算器間の通信時間がボトルネックとなる,メモリを用いて等価的に演算器を実現しているため性能が大幅に低下するなどの問題がある.
このような問題を解決するために,本研究では,応用に応じて最適な並列構造を再構成できるリコンフィギャラブルVLSIプロセッサの開発を行う.本年度は,高性能化を指向したリコンフィギャラブルVLSIプロセッサのアーキテクチャとして,演算器稼働率を高めるためのビットシリアルメモリベースセルを提案した.メモリベーストセルを用いない場合に比べ2倍程度の高性能化を達成できることを明らかにした.

Research Products

• [Publications] 大澤尚学, 張山昌論, 亀山充隆: "データフローグラフの規則性に基づくフィールドプログラマブルVLSIプロセッサのハイレベルシンセシス"電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会予稿集. C-12-15. (2002)
• [Publications] 大澤尚学, 張山昌論, 亀山充隆: "ビットシリアル演算セルに基づくフィールドプログラマブルVLSIプロセッサの構成"電子情報通信学会集積回路研究会(信学技法). ICD2002-64. 1-6 (2002)
• [Publications] 大澤尚学, 張山昌論, 亀山充隆: "リアルワールド応用フィールドプログラマブルVLSIプロセッサの構成とその開発環境"第45回自動制御連合講演会予稿集. 2P2-B6. 489-492 (2002)
• [Publications] Naotaka Ohsawa, Masanori Hariyama, Michitaka Kameyama: "High-Performance Field Programmable VLSI Processor Based on a Direct Allocation of a Control/Data Flow Graph"IEEE Computer Society Annual Symposium on VLSI. 95-100 (2002)
• [Publications] Michitaka Kameyama, Masanori Hariyama: "VLSI Computing and System Integration for Real-World Applications"International Symposium on New Paradigm VLSI Computing. 13-16 (2002)
• [Publications] Naotaka Ohsawa, Masanori Hariyama, Michitaka Kameyama: "Architecture of a Field-Programmable VLSI Processor Using Memory-Based Cells"SICE2002. 2370-2373 (2002)
• [Publications] 大澤尚学, 張山昌論, 亀山充隆: "高性能フィールドプログラマブルVLSIプロセッサのアーキテクチャ"電子情報通信学会集積回路研究会. ICD2001-55. 23-30 (2001)
• [Publications] 大澤尚学, 張山昌論, 亀山充隆: "リアルワールド応用フィールドプログラマブルVLSIプロセッサ"日本ロボット学会学術講演会. 1F25. (2001)
• [Publications] 大澤尚学, 張山昌論, 亀山充隆: "データフローグラフの直接マッピングに基づくフィールドプログラマブルVLSIプロセッサ"電子情報通信学会論文誌 C分冊. (採録決定).