2014 Fiscal Year Research-status Report
転送ボトルネックフリー不揮発ロジックインメモリ多値VLSIの開発
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26630145
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
亀山 充隆 東北大学, 情報科学研究科, 教授 (70124568)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 多値集積回路 / 差動対回路 / マイクロパケット転送 / 多値Ｘネット / 細粒度リコンフィギャラブルVLSI / ロジックインメモリアーキテクチャ / 電流源制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ハードウェアリソースの稼働率を徹底的に向上させることにより，ロジックブロックとスイッチブロックの小型化，高性能化，低電力化を共に達成できる細粒度演算セル構成法に基づくリコンフィギャラブルVLSIアーキテクチャを考案した．また，マイクロパケット転送制御を導入することにより，コンフィグレーションメモリを大幅に減少できるロジックインメモリ構成技術を提案した．
１．細粒度リコンフィギャラブルVLSIのロジックブロック：任意の２値２変数関数や全加算器をプログラム可能なロジックブロックを，２値２線相補入力対で駆動する３段シリーズゲーティングソースカップルドロジックによる構成法を提案し, 電流駆動能力向上や低消費電力化に優れる．
２．多値Ｘネット：８近傍接続に基づくスイッチブロックと比較して，面積効率に優れる多値Ｘネットによるスイッチブロックの構成法では２方向からのロジックブロック電流出力の線形加算をＸネット上で行うことにより配線リソースの有効活用が達成され，スイッチブロックの複雑性を大幅に改善し，低消費電力化にも有用となる．
３．ロジックインメモリアーキテクチャ：直接アロケーションにより，セル間転送の多くはＸネットによる近傍データ転送としてマッピングできるが，グローバル転送もしばしば必要となる．木構造ダイナミック相互結合網を組み込むことにより，セル動作稼働率の大幅に向上できる構成法を示した．
４．マイクロパケット転送制御：マイクロパケットのアドレス比較によりデータロードなどの制御信号が自動的に生成されるため，コンフィグレーションサイズを大幅に削減できることを明らかにした．
５．自律パワーゲーティング：マイクロパケットデータには有効フラグが一体化されているため，電流源のオンオフ制御を容易に行える．これにより差動対回路は非稼働時に電流源をオフにすることで静的消費電力を大幅に削減できることを示した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
種々の利点を有する細粒度多値リコンフィギャラブルＶＬＳＩアーキテクチャの構想を順調に実現でき，その内容の一部は国際会議の招待講演においても発表予定であるため．
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| Strategy for Future Research Activity |
ハードウェアリソースのより有効活用が可能となるユニバーサルな機能を付与したセル構成法について講究する．例えば，マルチプレクサロジックによる論理関数と記憶機能の切り替えに着目する方式などが構想にある．また，マイクロパケット転送による種々の利点をさらに追及し，その実用性を，多値リコンフィギャラブルVLSI上での評価をさらに深めることにより，実証する．
また，細粒度多値リコンフィギャラブルVLSIではデータ転送を隣接セル間に限定しているため，直接アロケーションを用いている．しかしながら，直接アロケーションを用いても長距離データ転送が必要な応用では，経由するセルによるCCMサイズや消費電力の増大が問題になってしまう．そのため，より長距離データ転送が少なくなるようなスケジューリング・アロケーションを検討する必要がある．
さらに，応用へのマッピングと総合的な評価を行い，本VLSIの利点がどのように発揮されるかを考察する．
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| Causes of Carryover |
平成２６年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額である．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成２７年度においては，平成２７年度請求額と当未使用額とを合わせて不揮発ロジックインメモリ新アーキテクチャ構成とその評価などをより一層充実させるための経費や，成果発表のための機会も増やすために使用する予定である．
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