2018 Fiscal Year Annual Research Report
Research on automatic layout methods considering wire delay for superconductive digital circuits
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16K16029
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| Research Institution | Chukyo University |
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Principal Investigator |
鬼頭 信貴 中京大学, 工学部, 講師 (90630997)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 超伝導単一磁束量子回路 / 配線長 / レイアウト設計 / 設計自動化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は超高速かつ省エネルギな超伝導単一磁束量子（SFQ）回路を用いた論理回路のレイアウト設計のための自動配置配線アルゴリズム開発を目的とする。本年度は、以下の点を実施した。
1. 自動配置配線の研究を進める中で、SFQ回路の性能を引き出すため、SFQ回路の特徴であるパルス論理を積極的に用いる回路設計について検討を行った。その過程で、1の出現割合で数値を表現する stochastic computing のSFQ回路への適用を検討した。そして、乗算回路について stochastic computing を用い、SFQ回路に適した回路構成を考案した。乗算回路のレイアウト設計を行ったほか、演算誤差や性能を理論的に評価し、査読付き学術論文としてまとめた。
2. 自動設計されたレイアウトと手設計のレイアウトとの比較を行い、自動レイアウト設計における面積増加の要因を吟味した。SFQ回路では電圧のパルスを用いて論理値を表現し、パルスの合流により論理和の演算が可能である。しかし、自動レイアウトではそのような回路のネットリスト生成時の工夫がなされていない点に面積増加の要因があることが判明した。そこで、ネットリスト中のパルスの合流に置き換え可能なORゲートを検出する手法の開発を行った。提案手法では、置き換えが可能なORゲートの検出問題を論理式の充足可能性判定問題として定式化を行い、SATソルバを用いて判定を行う。大規模な回路でも現実的な時間ですべてのORゲートに関して判定が可能であることが明らかになった。
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