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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Task Scheduling on Multiple- and Many-cores

Research Project

Project/Area Number 20J21208
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

西川 広記  立命館大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2023-03-31
KeywordsEmbedded Systems / Task Scheduling / System Level Design / Multicore / Manycore
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、昨年度に引き続いてマルチコア/メニーコアにおける可変並列度タスクの動的スケジューリングに関する研究を実施した。到着時刻が未知なタスクに対して、各タスクの並列度、実行コアおよび実行開始時刻を適切に決定してシステムの性能向上を図るアルゴリズムを複数提案した。そのなかで、可変並列度のタスクスケジューリングにおいて各タスクの並列度決定およびコア割り当てのためのアルゴリズムが、システムの性能に対して多大な影響を及ぼす可能性を示唆した。当該の研究成果はまとめて国際論文誌にて発表され、既に出版されている。
一方で、世界的な半導体不足の影響を受けて本研究で開発したタスクスケジューリング手法を適用するFPGAボードの年度内の調達が困難であったため、当初予定していたFPGAボードでの実証実験の計画を一部変更し、可変並列度を有するタスクスケジューリングについて更なる拡張を行った。その際、より高性能な計算機を拡充し、複雑なタスクスケジューリング問題を高速に解くための環境を整備した。拡張した内容として、タスクの並列実行におけるタスク同士の干渉およびマルチコア間の通信遅延の影響を踏まえた、タスク間・スレッド間における通信遅延を考慮した可変並列度タスクのスケジューリングを提案し、この研究に関する成果についても国際論文誌にて発表した。
今後は、本年度に調達が叶わなかったFPGAボードを調達し、本スケジューリング手法のFPGA上への適用を行う予定である。また、さらなるタスクスケジューリング手法の拡張およびアルゴリズムの改良を引き続き実施する予定である。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

  • Research Products

    (27 results)

All 2022 2021

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results)

  • [Journal Article] Load and Wind Aware Routing of Delivery Drones2022

    • Author(s)
      Ito Satoshi、Akaiwa Keishi、Funabashi Yusuke、Nishikawa Hiroki、Kong Xiangbo、Taniguchi Ittetsu、Tomiyama Hiroyuki
    • Journal Title

      Drones

      Volume: 6 Pages: 50~50

    • DOI

      10.3390/drones6020050

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Simultaneous Scheduling and Core-Type Optimization for Moldable Fork-Join Tasks on Heterogeneous Multicores2022

    • Author(s)
      NISHIKAWA Hiroki、SHIMADA Kana、TANIGUCHI Ittetsu、TOMIYAMA Hiroyuki
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      Volume: E105.A Pages: 540~548

    • DOI

      10.1587/transfun.2021VLP0003

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pix2Pix-Based Monocular Depth Estimation for Drones with Optical Flow on AirSim2022

    • Author(s)
      Shimada Tomoyasu、Nishikawa Hiroki、Kong Xiangbo、Tomiyama Hiroyuki
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 22 Pages: 2097~2097

    • DOI

      10.3390/s22062097

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Energy-aware Routing of Delivery Drones under Windy Conditions2021

    • Author(s)
      Ito Satoshi、Nishikawa Hiroki、Kong Xiangbo、Funabashi Yusuke、Shibata Atsuya、Negoro Shunsuke、Taniguchi Ittetsu、Tomiyama Hiroyuki
    • Journal Title

      IPSJ Transactions on System LSI Design Methodology

      Volume: 14 Pages: 30~39

    • DOI

      10.2197/ipsjtsldm.14.30

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Heuristic algorithms for dynamic scheduling of moldable tasks in multicore embedded systems2021

    • Author(s)
      Hikida Takuma、Nishikawa Hiroki、Tomiyama Hiroyuki
    • Journal Title

      International Journal of Reconfigurable and Embedded Systems (IJRES)

      Volume: 10 Pages: 157~167

    • DOI

      10.11591/ijres.v10.i3.pp157-167

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Depth Estimation from Monocular Infrared Images for Autonomous Flight of Drones2022

    • Author(s)
      Tomoyasu Shimada, Hiroki Nishikawa, Xiangbo Kong, Hiroyuki Tomiyama
    • Organizer
      International Conference on Electronics, Information, and Communication (ICEIC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An ILP-based Approach to Delivery Drone Routing under Load-dependent Flight Speed2022

    • Author(s)
      Mao Nishira, Satoshi Ito, Hiroki Nishikawa, Xiangbo Kong, Hiroyuki Tomiyama
    • Organizer
      International Conference on Electronics, Information, and Communication (ICEIC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高位合成における可変サイクル近似演算のヒューリスティックスケジューリングアルゴリズム2022

    • Author(s)
      大幡孝融, 西川広記, 孔祥博, 冨山宏之
    • Organizer
      電子情報通信学会
  • [Presentation] Impacts of HLS Optimizations on Side-Channel Leakage for AES Circuits2021

    • Author(s)
      Takumi Mizuno, Qidi Zhang, Hiroki Nishikawa, Xiangbo Kong, Hiroyuki Tomiyama
    • Organizer
      International SoC Design Conference (ISOCC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Pix2Pix-Based Depth Estimation from Monocular Images for Dynamic Path Planning of Multirotor on AirSim2021

    • Author(s)
      Tomoyasu Shimada, Hiroki Nishikawa, Xiangbo Kong and Hiroyuki Tomiyama
    • Organizer
      International Symposium on Advanced Technologies and Applications in the Internet of Things (ATAIT)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Routing of Delivery Drones Considering Load and Wind Effects2021

    • Author(s)
      Satoshi Ito, Keishi Akaiwa, Yusuke Funabashi, Hiroki Nishikawa, Xiangbo Kong, Ittetsu Taniguchi and Hiroyuki Tomiyama
    • Organizer
      International Symposium on Advanced Technologies and Applications in the Internet of Things (ATAIT)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Design of a 32-bit Accuracy-Controllable Approximate Multiplier for FPGAs2021

    • Author(s)
      Masaki Sano, Kenta Shirane, Hiroki Nishikawa, Xiangbo Kong, Hiroyuki Tomiyama, Tongxin Yang, Tomoaki Ukezono,
    • Organizer
      International SoC Design Conference (ISOCC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Power Side-Channel Analysis for Different Adders on FPGA2021

    • Author(s)
      Yilin Zhao, Qidi Zhang, Hiroki Nishikawa, Xiangbo Kong, Hiroyuki Tomiyama
    • Organizer
      International SoC Design Conference (ISOCC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High-Level Synthesis of Approximate Computing Circuits with Dual Accuracy Modes2021

    • Author(s)
      Kenta Shirane, Hiroki Nishikawa, Xiangbo Kong, Hiroyuki Tomiyama
    • Organizer
      International SoC Design Conference (ISOCC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Scheduling with Variable-Cycle Approximate Functional Units in High-Level Synthesis2021

    • Author(s)
      Koyu Ohata, Kenta Shirane, Hiroki Nishikawa, Xiangbo Kong, Hiroyuki Tomiyama
    • Organizer
      International SoC Design Conference (ISOCC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Minimization of Routing Area in MEDA Biochips2021

    • Author(s)
      Chiharu Shiro, Hiroki Nishikawa, Xiangbo Kong, Hiroyuki Tomiyama, Shigeru Yamashita
    • Organizer
      Biomedical Circuits and Systems Conference (BioCAS)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ドローンの衝突回避のための単眼画像を用いた深度推定画像の生成2021

    • Author(s)
      嶋田知泰, 西川広記, 孔祥博, 冨山宏之
    • Organizer
      電子情報通信学会
  • [Presentation] ドローンの自律飛行のための赤外線画像から深度画像の生成2021

    • Author(s)
      嶋田知泰, 西川広記, 孔祥博, 冨山宏之
    • Organizer
      情報処理学会
  • [Presentation] セキュリティカメラシステムの低電力化と高速化2021

    • Author(s)
      菅原英治, 江頭拓也, 西川広記, 孔祥博, 冨山宏之
    • Organizer
      電子情報通信学会
  • [Presentation] 高位合成における可変サイクル近似演算のスケジューリング2021

    • Author(s)
      大幡孝融, 白根健太, 西川広記, 孔祥博, 冨山宏之
    • Organizer
      電子情報通信学会
  • [Presentation] MEDAバイオチップにおける使用面積の最小化2021

    • Author(s)
      城千春, 西川広記, 孔祥博, 冨山宏之, 山下茂
    • Organizer
      電子情報通信学会
  • [Presentation] FPGA向け32ビット可変精度近似乗算器の設計と解析2021

    • Author(s)
      佐野正樹, 白根健太, 西川広記, 孔祥博, 冨山宏之
    • Organizer
      電子情報通信学会
  • [Presentation] 荷重により速度変化する荷物配送ドローンの経路計画に対する近似解法2021

    • Author(s)
      西羅真央, 伊藤哲, 西川広記, 孔祥博, 冨山宏之
    • Organizer
      情報処理学会
  • [Presentation] 荷重と風による飛行速度の変化を考慮したドローン配送計画2021

    • Author(s)
      伊藤哲, 赤岩慧士, 舟橋勇佑, 西川広記, 孔祥博, 谷口一徹, 冨山宏之
    • Organizer
      情報処理学会
  • [Presentation] 高位合成における最適化のサイドチャネル攻撃耐性への影響2021

    • Author(s)
      水野拓己, 張啓迪, 西川広記, 孔祥博, 冨山宏之
    • Organizer
      情報処理学会
  • [Presentation] FPGAにおける加算器の電力解析攻撃耐性の評価2021

    • Author(s)
      趙意琳, 張啓迪, 西川広記, 孔祥博, 冨山宏之
    • Organizer
      情報処理学会
  • [Presentation] OpenCVとDlibライブラリを用いた瞬き検出プログラムの開発2021

    • Author(s)
      徳雄帆, 伊藤哲, 嶋田知泰, 西川広記, 孔祥博, 冨山宏之
    • Organizer
      情報処理学会

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Published: 2022-12-28  

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