2019 Fiscal Year Annual Research Report
FPGA component technology in cloud computing environment cooperating with robots
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17K00072
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
大川 猛 東海大学, 情報通信学部, 准教授 (80392596)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | FPGA / コンポーネント / クラウド / 再利用可能 / 高位合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までの基本設計（項目１）に基づき、項目２．HW/SW間のメッセージ形式・転送プロトコルの設計、項目３．動的・静的リンク可能なHWコンポーネント形式の設計、項目４、 FPGA 向け再利用可能コンポーネント設計環境の構築 、項目５．設計環境の評価（性能評価および被験者実験による主観評価）、項目６．ロボット・クラウド連携による実証システムの開発・評価の５項目について研究を進めた。
項目２・３のHW/SW間の通信をPublish/Subscribe型通信で行うFPGA上のコンポーネント間通信を、現在一般的にロボットソフトウェアの構築において普及しているROS(Robot Operating System)の後継に当たるROS2相当のプロトコルで行うこととした。ROS2においては通信ミドルウェア層がDDS（Data Distribution Service）によって行われるため、信頼性の高い通信が可能となる。
項目４のFPGA 向け再利用可能コンポーネント設計環境の構築については、ROS2/DDSの実装であるFastRTPSをベースとしたC/C++言語による機能シミュレーション環境を構築した。このシミュレーションによりコンポーネント指向のFPGA開発が支援可能となった。一方、シミュレーション環境からの高位合成等を活用したFPGAコンポーネント合成および動的・静的なHW/SW間通信については、今後の課題として残った。そのため、項目５の設計環境の評価については行うことが出来なかった。
また、項目６のロボット・クラウド連携による実証システムの開発については、ROSによる通信を活用し、エッジでの画像入力処理とクラウドでの画像認識処理の連携を行う小規模な実証システムを開発した。一方、項目４の設計環境からの自動合成との連携は今後の課題として残っている。
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