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ポストノイマンアーキテクチャによるマルチメディアデータ処理LSIの開発

Research Project

Project/Area Number 19860055
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Electron device/Electronic equipment
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

熊木 武志  Hiroshima University, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 研究員 (60452596)

Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,115,000 (Direct Cost: ¥2,710,000、Indirect Cost: ¥405,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,755,000 (Direct Cost: ¥1,350,000、Indirect Cost: ¥405,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,360,000 (Direct Cost: ¥1,360,000)
KeywordsSIMD / 連想メモリ / Content addressable memory / マルチポート / ルーティング / 顔検出 / ターナリ / マルチメディア / Content Addressable Memory / DCT / JPEG / 符号化
Research Abstract

本年度は,ポストノイマンアーキテクチャによるマルチメディアデータ処理LSI実現のための,アーキテクチャの改良,マルチメディアアプリケーションに対する性能評価,及び評価ボードを用いた動作確認を行った,LSI構成要素としてこれまで研究を行ってきている,従来のシングルポート連想メモリを多ポート化したマルチポート連想メモリとSRAMベース超並列プロセッサと連想メモリの融合アーキテクチャである.マルチポート連想メモリは,更なる適用範囲拡大のために3値検索処理を実装し,ターナリマルチポート連想メモリとしてネットワークルーティング等の高速処理を実現できる基礎アーキテクチャを確立した.また,SRAMベース超並列プロセッサに対し,マルチメディアデータ処理の更なる効率的な処理実現のため,連想メモリを融合した.これによってこれまでの高速な演算処理に加えて効率的な符号変換処理をも可能とした.研究発表状況については以下の通り.
(1)SRAMベース超並列プロセッサをベースとし,連想メモリと融合させることで,マルチメディアアルゴリズム全般を処理できる高性能なプロセッサを開発.従来のDSP等と比較した結果,JPEGにおいて,最大86%のクロックサイクル数の削減を可能とし,単位当たりの処理能力を4.4倍にまで向上させた.IEICEの投稿論文が1本採録された.
(2)これまで提案していた2値検索マルチポート連想メモリを3値化し,冗長性の高いターナリマルチポート連想メモリを開発した.論理合成にて実装した結果,ポートの増加に対して動作周波数の変化は殆ど無く,面積は約9%の割合で線形に増えることが分かった.国際学会の発表を1回行った.
(3)SRAMベース超並列プロセッサLSIを実装した評価ボードを用いて,並列顔検出処理を実現した.また,検出処理に用いるHaar特徴を新規に開発し,SIMD向けの高速処理を実現した.国内学会への参加を1回行った.

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2009 2008 2007 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Integration architecture of content addressable memory and massive-parallel memory-embedded SIMD matrix for versatile multimedia processor2008

    • Author(s)
      Takeshi Kumaki
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Electronics Vol. E91-C

      Pages: 1409-1418

    • NAID

      10026819284

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Acceleration of DCT Processing with Massive-parallel Memory Embedded SIMD Matrix Processor2007

    • Author(s)
      Takeshi Kumaki
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Information & Systems Vol.E90-D,No.8

      Pages: 1312-1315

    • NAID

      110007538660

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] CAMを有する超並列SIMD型演算プロセッサによる効果的なマルチメディアデータ処理について2007

    • Author(s)
      熊木 武志
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告 CPSY2007-27

      Pages: 19-24

    • NAID

      110006448443

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] A ternary multi-ported content addressable memory architecture utilizing asynchronous multiple search-operation technology2009

    • Author(s)
      Takeshi Kumaki
    • Organizer
      The 15th Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information technologies (SASIMI2009)
    • Place of Presentation
      日本 沖縄県
    • Year and Date
      2009-03-09
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 超並列SIMD型演算プロセッサMX-1を用いた並列顔検出処理手法(1)2008

    • Author(s)
      熊木 武志
    • Organizer
      2008年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      日本 東京
    • Year and Date
      2008-09-18
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] マルチポート連装メモリを用いた効果的な並列符号化処理について2007

    • Author(s)
      熊木 武志
    • Organizer
      平成19年度電気・情報関連学会中国支部第58回連合大会
    • Place of Presentation
      日本 広島
    • Year and Date
      2007-10-20
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] An effective parallel coding architecture utilizing characteristics of multimedia application2007

    • Author(s)
      Takeshi Kumaki
    • Organizer
      The 14th Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information technologies (SASIMI2007)
    • Place of Presentation
      日本 北海道
    • Year and Date
      2007-10-15
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] CAM enhanced super parallel SIMD processor with high-speed pattern matching capability2007

    • Author(s)
      Takeshi Kumaki
    • Organizer
      IEEE International MidWest Symposium on Circuits And Systems
    • Place of Presentation
      カナダ モントリオール
    • Year and Date
      2007-08-07
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Efficient vertical/horizontal-space lD-DCT processing based on massive-parallel matrix-processing engine2007

    • Author(s)
      Takeshi Kumaki
    • Organizer
      The 2007 IEEE International Symposium on Circuits and Systems
    • Place of Presentation
      アメリカ ニューオーリンズ
    • Year and Date
      2007-05-28
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://read.jst.go.jp/public/cs_ksh_008EventAction.do?action4=event&lang_act4=J&judge_act4=2&knkysh_name_code=5000071842

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Remarks] 丸文研究交流財団国際交流助成 URL

    • URL

      http://www.marubun-zaidan.jp/h19_kumaki.shtml

    • Related Report
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 半導体装置2009

    • Inventor(s)
      熊木 武志, 他
    • Industrial Property Rights Holder
      熊木 武志, 他
    • Industrial Property Number
      2009-006947
    • Filing Date
      2009-01-15
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 画像分割処理装置, 画像分割処理方法及び画像分割処理集積回路2008

    • Inventor(s)
      熊木 武志, 他
    • Industrial Property Rights Holder
      熊木 武志, 他
    • Filing Date
      2008-04-07
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 連想メモリ2008

    • Inventor(s)
      熊木 武志, 他
    • Industrial Property Rights Holder
      熊木 武志, 他
    • Filing Date
      2008-04-23
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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