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Interrupt handling and dynamic scheduling for binary synthesis

Research Project

Project/Area Number 16K00088
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Computer system
Research InstitutionKwansei Gakuin University

Principal Investigator

Ishiura Nagisa  関西学院大学, 理工学部, 教授 (60193265)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉田 信明  公益財団法人京都高度技術研究所, 研究開発本部, 副主任研究員 (00373506)
神原 弘之  公益財団法人京都高度技術研究所, 研究開発本部, 主席研究員 (80373497)
Research Collaborator Shimizu Miho  
Azuma Kagumi  
Oosako Yuuki  
Ota Sayuri  
Nakano Wakako  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsバイナリ合成 / 高位合成 / 割り込み処理 / 分散制御 / 動的スケジューリング / 投機的実行 / バインディング / 関数型言語からの高位合成 / 組込みシステム / IoT / 割り込み処理のハードウェア化 / RTOSのハードウェア化 / Erlang / 割込み処理のハードウェア化 / MIPS / マルチコア / 組み込みシステム
Outline of Final Research Achievements

This research project has focused on the following topics (1)-(3), which are expected to enhance the applicability of binary synthesis.
(1) A method of synthesizing a main program and an interrupt handler into independent hardware modules, a method of synthesizing uITRON-based control programs into hardware, and a method of synthesizing control programs written in Erlang have been developed. (2) The dynamic distributed control method has been extended so that it can handle more than one basic blocks. (3) An efficient binding method has been developed which are based on repeated application of integer linear programming.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

割り込み処理を含むプログラムをそのままハードウェア化するバイナリ合成の研究はこれまでになく, これが本研究の独創性の一つである. 本技術により, 組込みシステム中のコントローラをハードウェアに置き換えて, 処理速度・応答時間の向上と回路規模・消費電力の削減が図れる. 分散制御による動的制御を大規模な回路の合成に適用した事例はまだなく, 本研究の手法はバイナリ合成により生成される回路の性能向上に有効な技術と考える.
バイナリ合成によるソフトウェア資産のハードウェア化は, 設計効率や性能の改善のみならず, コードの盗用や改ざんの防御や, 生産中止CPUの置き換えによる製品の継続にも役立つと考える.

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Synthesis of Full Hardware Implementation of RTOS-Based Systems2018

    • Author(s)
      Y. Oosako, N. Ishiura, H. Tomiyama, and H. Kanbara
    • Journal Title

      Proc. International Symposium on Rapid System Prototyping (RSP 2018)

      Volume: - Pages: 1-7

    • DOI

      10.1109/rsp.2018.8631993

    • NAID

      40021841150

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  • [Journal Article] Extended Distributed Control for Dynamic Scheduling across Dataflow Graphs2018

    • Author(s)
      W. Nakano and N. Ishiura
    • Journal Title

      Proc. the Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information Technologies 2018

      Volume: 1 Pages: 35-36

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  • [Journal Article] High-Level Synthesis of Side Channel Attack Resistant RSA Decryption Circuit2018

    • Author(s)
      N. Osako, S. OTA, S. Yura, and N. Ishiura
    • Journal Title

      Proc. the Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information Technologies 2018

      Volume: 1 Pages: 159-160

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  • [Journal Article] Distributed Memory Architecture for High-Level Synthesis of Embedded Controllers from Erlang2017

    • Author(s)
      K. Azuma, N. Ishiura, N. Yoshida, and H. Kanbara
    • Journal Title

      Proc. ACM SIGPLAN International Workshop on Erlang 2017

      Volume: 1 Pages: 13-19

    • DOI

      10.1145/3123569.3123574

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  • [Journal Article] Binary Synthesis Implementing External Interrupt Handler as Independent Module2017

    • Author(s)
      N. Ito, Y. Oosako, N. Ishiura, H. Tomiyama, and H. Kanbara
    • Journal Title

      Proc. International Symposium on Rapid System Prototyping 2017

      Volume: 1 Pages: 92-98

    • DOI

      10.1145/3130265.3130317

    • NAID

      40020736742

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    • Author(s)
      M. Shimizu, N. Ishiura, S. Ota, and W. Nakano
    • Journal Title

      Proc. International Symposium on Rapid System Prototyping 2017

      Volume: 1 Pages: 99-105

    • DOI

      10.1145/3130265.3130319

    • NAID

      170000173423

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      大迫裕樹, 石浦菜岐佐, 冨山宏之, 神原弘之
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      大迫裕樹, 石浦菜岐佐, 神原弘之, 冨山宏之
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  • [Presentation] 分散制御による動的スケジューリングの適用範囲の拡大2017

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      中野和香子, 石浦菜岐佐
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      電子情報通信学会ソサイエティ大会
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  • [Presentation] モンゴメリ法及び並列化を適用した耐サイドチャネル攻撃RSA復号回路の高位合成2017

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      大窄直樹, 石浦菜岐佐
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  • [Presentation] Extending Distributed Control for High-Level Synthesis beyond Borders of Dataflow Graphs2016

    • Author(s)
      M. Shimizu and N. Ishiura
    • Organizer
      Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI 2016)
    • Place of Presentation
      京都リサーチパーク (京都府 京都市)
    • Year and Date
      2016-10-25
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High-Level Synthesis of Embedded Systems Controller from Erlang2016

    • Author(s)
      H. Takebayashi, N. Ishiura, K. Azuma, N. Yoshida, and H. Kanbara
    • Organizer
      Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI 2016)
    • Place of Presentation
      京都リサーチパーク (京都府 京都市)
    • Year and Date
      2016-10-25
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Introducing Real Constraints in Partitioned ILP-Based Biding in High-Level Synthesis (short paper)2016

    • Author(s)
      N. Ishiura and Y. Oosako
    • Organizer
      Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI 2016)
    • Place of Presentation
      京都リサーチパーク (京都府 京都市)
    • Year and Date
      2016-10-25
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 割り込み駆動のモータ制御プログラムからの高位合成2016

    • Author(s)
      大迫裕樹, 神原弘之, 石浦菜岐佐
    • Organizer
      情報処理学会関西支部大会
    • Place of Presentation
      大阪大学中之島センター (大阪府 大阪市)
    • Year and Date
      2016-09-26
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  • [Presentation] 電力解析攻撃/故障利用攻撃耐性RSA 復号回路の高位合成2016

    • Author(s)
      太田小百合, 由良駿, 石浦菜岐佐
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      北海道大学 (北海道 札幌市)
    • Year and Date
      2016-09-20
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  • [Presentation] 高位合成のバインディングの整数線形計画法による分割解法における実数制約の導入2016

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      大迫裕樹, 石浦菜岐佐
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      北海道大学 (北海道 札幌市)
    • Year and Date
      2016-09-20
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  • [Presentation] 不定サイクル演算に対応した分散制御における投機的実行2016

    • Author(s)
      清水美帆, 石浦菜岐佐
    • Organizer
      情報処理学会 DAシンポジウム 2016
    • Place of Presentation
      ゆのくに天祥 (石川県 加賀市)
    • Year and Date
      2016-09-14
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  • [Presentation] Erlang による組込みシステムの制御記述とその高位合成2016

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      東香実, 石浦菜岐佐, 竹林陽, 吉田信明, 神原弘之
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      組込みシステム技術に関するサマーワークショップ (SWEST)
    • Place of Presentation
      水明館 (岐阜県 下呂市)
    • Year and Date
      2016-08-25
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] リアルタイム処理装置及びその作製方法2018

    • Inventor(s)
      石浦菜岐佐, 大迫裕樹
    • Industrial Property Rights Holder
      学校法人関西学院
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-029244
    • Filing Date
      2018
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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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