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非同期式プロセッサのアーキテクチャと設計方法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 04452192
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 情報工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

南谷 嵩 (南谷 崇)  東京工業大学, 工学部, 教授 (80143684)

研究分担者 高橋 隆一  東京工業大学, 工学部, 助手 (30236335)
米田 友洋  東京工業大学, 工学部, 助教授 (30182851)
藤原 英二  東京工業大学, 工学部, 教授 (20211526)
当麻 喜弘  東京工業大学, 工学部, 教授 (50016317)
研究期間 (年度) 1992 – 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
1993年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1992年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
キーワード非同期式回路 / マイクロプロセッサ / アーキテクチャ / 論理設計 / 2線2相式 / 遅延モデル / 遷移因果律 / 依存性グラフ / 出力純粋遅延モデル
研究概要

1)レジスタ間の転送や演算といった基本的な操作の間に成り立つべき依存関係からなるグラフを仕様として、それを信号遷移の因果関係に直接写像し、その結果をあらかじめ定義された回路素片の接続関係に置換することで等時分岐を持つDelay-insensitive回路モデルのもとで動作する非同期式制御回路を合成する手法を提案した。この制御回路はハンドシェ-クによって2相方式でデータパス部の制御を行う。
2)等時分岐を持つDelay-insensitive回路モデルに基づいて非同期式汎用プロセッサTITACを設計、製作、評価した。その結果、クロックを用いない非同期式システムが容易に設計・製作可能であること、設計に際してタイミングに関する特別の考慮が不要であるが実証された。
3)等時分岐を持つDelay-insensitive回路モデルの下で信号遷移グラフで表現された非同期式論理回路の縮退故障テスト故障が回路の状態遷移にもたらす影響を考察し、その結果に基づいてテスト可能な回路の条件を明らかにするとともに回路の信号遷移規則を用いてテスト入力系列を生成する手法を示した。
4)等時分岐をDelay-insensitive回路モデルの下で2線2相式組み合わせ回路が正しく動作するために満たすべき信号遷移の因果律を明らかにし、この因果律を満たす最大並列を達成する回路構成方式を提案した。また、論理設計においてどの回路モデルを選択するのが適切であるかの指針を得るためのタイミング信頼性の評価尺度として、非同期式回路のタイミング余裕の概念を提案した。
5)ジョセフソン素子のような超伝導素子で実現されるパルス論理での非同期式回路をモデル化することを目的として、非同期式回路に適した基本素子を提案し、シミュレーションによってその動作をモデル化し、パルス駆動型素子が将来の超高速非同期回路の基本素子として利用可能であることを示した。

報告書

(3件)
  • 1993 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1992 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (21件)

  • [文献書誌] T.Nanya: "Challenges to dependable asynchronous processor design" Proc.International Symp.on Logic Systhesis and Microprocessor Architecture. 132-139 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 南谷: "非同期式プロセッサ" 情報処理. 34. 72-80 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nanya and M.Kuwako: "On signal transition causality for self-timed implementation of combinational circuits" Proc.Hawaii Int.Conf.on System Science. 359-368 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nanya: "Anti-code-disjoint mapping for exceeption handling in self-checking system hierarchy" International Journal of Computer Systems Science and Engineering. 9. 46-53 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nanya,el al.: "TITAC:Design of a Quasi-Delay-Insensitive Microprocessor" IEEE Design & Test of Computers,22GD05:11. 50-63 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 篭谷、南谷: "依存性グラフを用いた2相式非同期回路の合成" 電子情報通信学会論文誌. J77-D-I. 548-556 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nanya(分担)(T.Sasao 編集): "Logic Synthesis and Optimization" Kluwer Academic Publishers, 375 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nanya: "Anti-code-disjoint mapping for exception handing in self-checking system hierarchy" Int.J.of Comput.Syst.Sci.& Eng.1. 46-53 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nanya,et al.: "Design of a Quasi-Delay-Insensitive Microprocessor" IEEE Design & Test Magazine. 11(未定). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 篭谷、南谷: "2相式非同期回路高速化のための基本モジュールとその応用" 電子情報通信学会技術研究報告. FTS93-48. 73-80 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] トンタック、南谷: "非同期式2線2相論理回路のテストに関する一考察" 電子情報通信学会技術研究報告. FTS93-48. 81-88 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋、南谷: "一般シャノン展開を用いて合成される論理回路に対するテストパターンの生成" 電子情報通信学会技術研究報告. FTS93-59. 1-6 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 桑子、南谷: "非同期式論理回路のタイミング信頼性評価に関する一考察" 電子情報通信学会技術研究報告. FTS93-65. 47-54 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 上野、高村、南谷、他: "非同期式プロセッサTITACの設計と評価" 電子情報通信学会技術研究報告. FTS94-27(未定). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 亀田、南谷: "パルス駆動型非同期式論理回路のゲートモデルと回路形式" 電子情報通信学会技術研究報告. FTS94-26(未定). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nanya: "Challenges to dependable asynchronous processor design" Proc.Int.Symp.on Logic Synthesis and Microprocessor Architecture. 132-139 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 黄、篭谷、南谷: "MullerのC素子を用いた順序回路合成の一手法" 情報処理学会研究報告. 92-DA-64. 25-32 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 篭谷、南谷: "依存性グラフに基づく非同期式制御回路の合成" 情報処理学会研究報告. 92-DA-64. 9-16 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋、南谷: "一般シャノン展開を用いたセルフチェキング多段論理回路の一構成法" 電子情報通信学会技術研究報告. FTS92-43. 33-40 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nanya and M.Kuwako: "On signal transition causality for self-timed implementation of combinational ccircuits" Proc.Hawaii Int.Conf.on System Sceince. 368-359 (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] トンタック、南谷: "非同期式論理回路の縮退故障テストに関する一考察" 電子情報通信学会技術研究報告. FTS92-47. 1-8 (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書

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公開日: 1992-04-01   更新日: 2016-04-21  

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