2014 Fiscal Year Research-status Report
ストカスティックロジック回路のテスト手法と信頼度／演算精度設計に関する研究
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25330072
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| Research Institution | Hiroshima City University |
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Principal Investigator |
市原 英行 広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (50326427)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ストカスティックコンピューティング / 画像処理 / 相関係数 / 演算精度 / 内積演算 / LSI設計 / ニューラルネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) データ間の相関に着目したSC回路設計手法の提案
H25年度の成果を拡張して国際会議IEEE International Conference on Computer Designで発表を行った．ここではストカスティックコンピューティング回路（以下SC回路）の演算精度を落とすことなく乱数発生器を共有する方法を提案した．この方法は乱数発生器の出力を巡回シフトすることで演算精度を劣化させる原因であるデータ間の相関を低く抑える．発表では実験的解析により適切なシフト量を示した．また，SC回路において重要な役割を果たす乗算に（マルチプレクサ）に関してデータ相関が精度に与える影響を明らかにした．この2つの方法により，演算精度をほとんど落とすことなく，回路面積を半分以下に削減することができる事を報告した．また，デジタルフィルタをSC回路で実現したものに，この成果の一部を応用することで，その効果も現在解析を行っている．この成果は国内研究会で発表予定である．
(2) 「テスト容易化設計法」と「高精度化を指向したアーキテクチャ」の提案
これらの提案に必要な故障がストカスティックコンピューティング回路に与える影響についての考察も進めた．この考察では，ほとんどSC回路の故障としては対象とされていない縮退故障（信号線が論理値0または1に固定する故障）を対象にしている．縮退故障を影響に基づいて分類し，実験的にその数と特徴を調査した．その結果いくつかの興味深い故障があることがわかった．この成果は国内研究会で発表予定である．さらにこの結果をうけて，故障時の高精度化を指向したSCアーキテクチャの提案を行っている．特にSC回路のための専用比較器，多数決器の考案に力を入れて現在取り組んでいる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
目的である「テスト容易化設計法」と「高精度化を指向したアーキテクチャ」の提案は着実に進んではいるものの，H26年度中に論文発表には至っていない．よって，多少遅れていると評価した．なお「研究実績の概要」の(1)に示した「相関に着目したSC回路設計手法」は当初の想像以上に研究が進んでおり，この点では十分な研究成果が上がっていると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
１．「研究実績の概要」の(1)に示した成果を受けて，「相関に着目したSC回路設計手法」を新たに１つの研究テーマとして位置付け，この設計手法をより深く研究する．また同時に，この設計を基本におくことで「テスト容易化設計法」と「高精度化を指向したアーキテクチャ」の研究を推進する．
２．また，計画を以下のように変更することで研究のさらなる推進をねらう．H27年度は「テスト容易化設計法」と「高精度化を指向したアーキテクチャ」を統合することで1つの手法として提案する予定である．当初の計画では，この統合手法の評価についてもH27年度中に行う予定であったが，上記１．の推進方策を十分に行うことができるように，この評価はH28年度の前半（本研究期間の終了直後）に行うこととする．
３．昨年度よりも1名多い4名の修士学生がこの研究テーマに取り組む．
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| Causes of Carryover |
「テスト容易化設計法」と「高精度化を指向したアーキテクチャ」を提案・評価するために実験・開発環境（FPGAボード＋PC）を購入する予定であったが，この提案が多少遅れているため，この実験・開発環境の購入を先送りしたため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
8月までに上記の実験・開発環境を購入する．
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