2000 Fiscal Year Annual Research Report

Beyond-Binary Computingに関する研究

Research Project

Project/Area Number	11480058
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	樋口龍雄東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (20005317)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	弓仲康史群馬大学, 工学部, 講師 (30272272) 青木孝文東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (80241529)
Keywords	ハードウェアアルゴリズム / 集積回路 / 算術演算アルゴリズム / データパス / 多値論理 / 集合論理 / 分子コンピュータ / バイオコンピュータ
Research Abstract	平成12年度は,交付申請書の項目[A]〜[C]に対応して,以下の成果を得た. [A]前年度に開発した非2進超高速算術演算アルゴリズムに基づいて,シグナルプロセッサ用各種データパスの設計と試作を行った.具体的には,(i)32ビット基数4並列除算器については,これまで最速の冗長2進除算器に比べて演算時間を34%削減し,(ii)基数2-4-8CORDIC演算器については,冗長2進CORDIC演算器と比較して演算時間を33%削減することに成功した.(iii)SW(Signed-Weight)数系に基づく再構成型積和演算データパスについては,0.6μmCMOS技術においてサンプリングレート100MHz程度のFIRフィルタをプログラマブルに実現できることを明らかにした.(iv)冗長複素数系に基づく実数/複素数再構成型演算データパスについては,複素乗算モードにおいて従来の設計に比べて消費電力を43%削減可能であることを明らかにした.現在,試作チップの詳細な動作試験を実施している. [B]提案するチップ内CDMA通信技術の適用範囲を明らかにするために,ニューラルネットワークなどへの応用を検討した.また,チップ内CDMA基本回路に関して個別素子による試作と双方向電流モードCMOS回路方式を用いた試作を行った.この結果,実用化のためにはキャリアの位相オフセット誤差の問題を解決する必要があることが判明した.多値CDMA方式を考案して,これを解決する可能性を見出した. [C]本研究者が提案する「酵素トランジスタ」と呼ばれる分子素子モデルに基づく無配線集積回路が原理的に実現可能であることを電気化学やマイクロ加工技術などを駆使して実証した.酵素トランジスタを模擬する1次元マイクロ電極アレーを集積化した基板を試作し,世界で初めてマイクロ電極の協調動作による興奮性反応拡散波の発生に成功した.

Research Products

(11 results)

All Other

All Publications (11 results)

[Publications] Takafumi Aoki: "Beyond-binary arithmetic-Algorithms and VLSI implementations-"Interdisciplinary Information Sciences. 6・1. 75-98 (2000)
[Publications] Naofumi Homma: "Evolutionary graph generation system with symbolic verification for arithmetic circuit design"IEE Electronics Letters. 36・11. 937-939 (2000)
[Publications] Takafumi Aoki: "High-radix parallel VLSI dividers without using quotient digit selection tables"Proc.of the 30th IEEE Int'l Symp.on Multiple-Valued Logic. 345-352 (2000)
[Publications] Yasushi Yuminaka: "An efficient data transmission technique for VLSI systems based on multiple-valued code-division multiple access"Proc.of the 30th IEEE Int'l Symp.on Multiple-Valued Logic. 430-437 (2000)
[Publications] Takafumi Aoki: "Beyond-binary arithmetic-Algorithms and implementations"Extended Abstracts of the 9th Int'l Workshop on Post-Binary Ultra-Large-Scale Integration Systems. 7-10 (2000)
[Publications] Takafumi Aoki: "Radix-2-4-8 CORDIC for fast vector rotation"IEICE Transactions on Fundamentals. E83-A・6. 1106-1114 (2000)
[Publications] Naofumi Homma: "Evolutionary synthesis of fast constant-coefficient multipliers"IEICE Transactions of Fundamentals. E83-A・9. 1767-1777 (2000)
[Publications] Masahiko Hiratsuka: "Active wave propagation in a reaction-diffusion cellular automaton using a microelectrode array"Proc.of the 2000 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications. 319-322 (2000)
[Publications] Toshiki Terasaki: "Evolutionary synthesis of sequential arithmetic circuits"Proc.of the 2000 International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems. II. 1067-1072 (2000)
[Publications] Masahiko Hiratsuka: "Implementation of a 1-D reaction-diffusion cellular automaton"Abstract of the International Conference on Dynamical Aspects of Complex Systems From Cells to Brain. 24-24 (2000)
[Publications] Nasahiko Hiratsuka: "Reaction-diffusion cellular automaton using integrated microelectrodes"IEE Electronics Letters. 37・2. 87-89 (2001)

2000 Fiscal Year Annual Research Report

Beyond-Binary Computingに関する研究

Principal Investigator

樋口 龍雄 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (20005317)

Research Products

[Publications] Takafumi Aoki: "Beyond-binary arithmetic-Algorithms and VLSI implementations-"Interdisciplinary Information Sciences. 6・1. 75-98 (2000)

[Publications] Naofumi Homma: "Evolutionary graph generation system with symbolic verification for arithmetic circuit design"IEE Electronics Letters. 36・11. 937-939 (2000)

[Publications] Takafumi Aoki: "High-radix parallel VLSI dividers without using quotient digit selection tables"Proc.of the 30th IEEE Int'l Symp.on Multiple-Valued Logic. 345-352 (2000)

[Publications] Yasushi Yuminaka: "An efficient data transmission technique for VLSI systems based on multiple-valued code-division multiple access"Proc.of the 30th IEEE Int'l Symp.on Multiple-Valued Logic. 430-437 (2000)

[Publications] Takafumi Aoki: "Beyond-binary arithmetic-Algorithms and implementations"Extended Abstracts of the 9th Int'l Workshop on Post-Binary Ultra-Large-Scale Integration Systems. 7-10 (2000)

[Publications] Takafumi Aoki: "Radix-2-4-8 CORDIC for fast vector rotation"IEICE Transactions on Fundamentals. E83-A・6. 1106-1114 (2000)

[Publications] Naofumi Homma: "Evolutionary synthesis of fast constant-coefficient multipliers"IEICE Transactions of Fundamentals. E83-A・9. 1767-1777 (2000)

[Publications] Masahiko Hiratsuka: "Active wave propagation in a reaction-diffusion cellular automaton using a microelectrode array"Proc.of the 2000 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications. 319-322 (2000)

[Publications] Toshiki Terasaki: "Evolutionary synthesis of sequential arithmetic circuits"Proc.of the 2000 International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems. II. 1067-1072 (2000)

[Publications] Masahiko Hiratsuka: "Implementation of a 1-D reaction-diffusion cellular automaton"Abstract of the International Conference on Dynamical Aspects of Complex Systems From Cells to Brain. 24-24 (2000)

[Publications] Nasahiko Hiratsuka: "Reaction-diffusion cellular automaton using integrated microelectrodes"IEE Electronics Letters. 37・2. 87-89 (2001)

樋口龍雄東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (20005317)