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集合論理に基づく超並列コンピューティングに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 08458058
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算機科学
研究機関東北大学

研究代表者

樋口 龍雄  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (20005317)

研究分担者 弓仲 康史  群馬大学, 工学部, 助手 (30272272)
青木 孝文  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (80241529)
研究期間 (年度) 1996 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
8,500千円 (直接経費: 8,500千円)
1998年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
1997年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1996年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
キーワード多値論理 / 集合論理 / 論理回路 / 集積回路 / 光電子集積回路 / 分子素子 / 分子コンピューティング
研究概要

本研究では,配線問題を本質的に解消できる次世代集積システムの実現を目指して,下記のような多重コンピューティングシステムに関する総合的検討を行った.
1. 「多値集積システム」:非2進数系/多進数系に基づく各種算術演算回路(高基数除算回路,高基数CORDIC演算回路,冗長複素数乗算回路,再構成型算術演算回路)を開発し,演算latency・配線長・素子数・消費電カなどの削減効果を実証した.さらに多値集積回路の試作を通じて,回路規模の削減の可能性を示した.
2. 「周波数多重化集積システム」:正弦波および直交ディジタル系列を情報担体とするニューラルネットワークの基本構成を提案した.さらに,直交ディジタル系列を情報担体とするホップフィールド型ネットワーク(3ビットA/D変換器)をCMOS双方向電流モード回路方式に基づいて設計し,配線量削減の効果を明らかにした.
3. 「符号多重化集積システム」:M系列を情報担体とする集合論理システムを提案するとともに,テスト回路をCMOS双方向電流モード回路技術により試作し、配線量削減の効果を明らかにした.さらに,M系列の系列長と多重度を調節することにより,柔軟なエラーレートの制御が可能であることを示した.
4. 「多波長光電子集積システム」:MCMマルチプロセッサ用多波長光インタコネクションネットワークを提案するとともに,その実現の鍵となる波長検出ICを開発した.本ICでは原理的に8〜16波長程度の多重度を実現可能であり,これによりネットワークの面積的複雑さを1/64〜1/256程度に減少できることを示した.
5. 「分子コンピューティングシステム」:本システムの基本素子となる酵素トランジスタの原理的動作を初めて確認した.また、酵素トランジスタネットワークによるパターン情報処理の原理を提案した.

報告書

(4件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (46件)

  • [文献書誌] 青木孝文: "商選択テーブルを用いない高基数除算器の構成" 電子情報通信学会論文誌D-I. J79-D-I. 416-424 (1996)

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  • [文献書誌] 青木孝文: "光ウェーブキャスティングに基づく並列コンピューティングアーキテクチャ" 電子情報通信学会論文誌D-I. J79-D-I. 437-445 (1996)

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  • [文献書誌] Y.Yuminaka: "Wave-parallel neural networks using orthogonal sequences" IEE Electronics Letters. 33. 690-691 (1997)

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  • [文献書誌] T.Aoki: "Design and Analysis of Multiwave Interconnection Networks for MCM-Based Parallel Processing" IEICE Transactions on Electronics. E80-C. 935-940 (1997)

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  • [文献書誌] 青木孝文: "冗長複素数系に基づく実数/複素数再構成型算術演算回路の構成" 電子情報通信学会論文誌D-I. J80-D-I. 674-682 (1997)

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  • [文献書誌] T.Higuchi: "Multiplex computing system based on set-valued logic" Computers & Electrical Engineering. 23. 381-392 (1997)

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  • [文献書誌] Y.Yuminaka: "Design of neural networks based on wave-parallel computing technique" Analog Integrated Circuits and Signal Processing. 15. 315-327 (1998)

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  • [文献書誌] 青木孝文: "高基数CORDICアルゴリズム" 電子情報通信学会論文誌D-I. J81-D-I. 359-367 (1998)

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  • [文献書誌] T.Aoki: "Enzyme transistor circuits" IEE Proceedings - Circuits, Devices and Systems. 145. 264-270 (1998)

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  • [文献書誌] 青木孝文: "擬似ランダム系列に基づく集合論理アーキテクチャ" 電子情報通信学会論文誌D-I. J81-D-I. 1163-1170 (1998)

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  • [文献書誌] Y.Yuminaka: "Frequency-mode set-valued logic for wave-parallel computing - Design and experimental realization" Multiple-Valued Logic. 3. 301-332 (1998)

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  • [文献書誌] M.Hiratsuka: "Enzyme transistor circuits for reaction-diffusion computing" IEEE Transactions on Circuits and Systems I : Fundamental Theory and Applications. 46. 294-303 (1999)

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  • [文献書誌] Y.Yuminaka, Y.Sasaki, T.Aoki, and T.Higuchi: "Wave-parallel neural networks using orthogonal sequences" IEE Electronics Letters. Vol.33, No.8. 690-691 (1997)

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  • [文献書誌] T.Aoki, S.Shionoya, and T.Higuchi: "Design and analysis of multiwave interconnection networks for MCM-based parallel processing" IEICE Trans.on Electronics. Vol.E80-C,No.7. 935-940 (1997)

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  • [文献書誌] T.Higuchi and T.Aoki: "Multiplex computing system based on set-valued logic" Computers & Elec-trical Engineering. Vol.23, No.6. 381-392 (1997)

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  • [文献書誌] Y.Yuminaka, Y.Sasaki, T.Aoki, and T.Higuchi: "Design of neural networks based on wave-parallel computing technique" Analog Integrated Circuits and Signal Processing. Vol.15, No.3. 315-327 (1998)

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  • [文献書誌] T.Aoki, M.Hiratsuka, and T.Higuchi: "Enzyme transistor circuits" IEE Proceedings - Circuit Devices and Systems. Vol.145, No.4. 264-270 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Yuminaka, T.Aoki, and T.Higuchi: "Frequency-mode set-valued logic for wave-parallel computing - Design and experimental realization" Multiple-Valued Logic. Vol.3, No.4. 301-332 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hiratsuka, T.Aoki, and T.Higuchi: "Enzyme transistor circuits for reaction-diffusion computing" IEEE Transactions on Circuits and Systems - I : Fundamental Theory and Applications. Vol.46, No.2. 294-303 (1999)

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  • [文献書誌] T.Aoki and T.Higuchi: "Redundant complex arithmetic" Proceedings of the 1996 International Tech-nical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC'96). Vol.II. 1230-1233 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Higuchi and T.Aoki: "A multiplex computing paradigm" Methodologies for the Conception, Design, and application of Intelligent Systems (Proceedings of IIZUKA'96). Vol.1. 95-100 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Aoki, H.tokoyo, and T.Higuchi: "High-radix parallel dividers for VLSI signal processing" VLS SIGNAL PROCESSING IX (1996 IEEE Workshop on VLSI Signal Processing). 83-92 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hiratsuka, T.Aoki, and T.Higuchi: "Enzyme transistor circuits for biomolecular computing" Proc.of the 27th IEEE Int'l Symp.on Multiple-Valued Logic. 47-52 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Aoki, H.Amada, and T.Higuchi: "Real/complex reconfigurable arithmetic using redundant complex number systems" Proc.of the 13th IEEE Symposium on Computer Arithmetic. 200-207 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Aoki, H.Nogi, and T.Higuchi: "High-radix CORDIC algorithms for VLSI signal processing" Proc.of the 1997 IEEE Workshop on Signal Processing Systems. 183-192 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Aoki and T.Higuchi: "Set-valued logic circuits for next generation VLSI architectures" Proc.of the 28th IEEE Int'l Symp.on Multiple-Valued Logic. 140-147 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Yuminaka, Y.Sasaki, T.Aoki, and T.Higuchi: "Wave-parallel computing systems using multiple-valued pseudo-orthogonal sequences" Proc.of the 28th IEEE Int'l Symp.on Multiple-Valued Logic. 148-153 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Aoki, M.Hiratsuka, and T.Higuchi: "A model for biomolecular computing" Proc.of the 1998 Int'l Workshop on Advanced LSIs -Scaled Device/Process and High Performance Circuits-.39-44 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hiratsuka, T.Aoki, and T.Higuchi: "Pattern formation in enzyme transistor circuits with diffusive coupling" Proc.of the 1998 Int'l Symp.on Nonlinear Theory and Its Applications. Vol.1. 351-354 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Homma, T.Aoki, and T.Higuchi: "Design of arithmetic circuits based on evolutionary graph gener-ation" Proc.of the Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Technologies. 31-38 (1998)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Yuminaka: "Design of neural networks based on wave-parallel computing technique" Analog Integrated Circuits and Signal Processing. 15・3. 315-327 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 青木 孝文: "高基数CORDICアルゴリズム" 電子情報通信学会論文誌D-I. J81-D-I・4. 359-367 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Aoki: "Enzyme Transistor Circuits" IEE Proceedings-Circuits,Devices and Systems. 145・4. 264-270 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 青木孝文: "擬似ランダム系列に基づく集合論理アーキテクチャ" 電子情報通信学会論文誌D-I. J81-D-I・11. 1163-1170 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Yuminaka: "Frequency-mode set-valued logic for wave-parallel computing-Design and experimental realization" Multiple-Valued Logic. 3・4. 301-332 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hiratsuka: "Enzyme transistor circuits for reaction-diffusion computing" IEEE Transactions on Circuits and Systems. (掲載決定). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Yuminaka: "Wave-parallel neural networks using orthogonal sequences" IEE Electronics Letters. 33・8. 690-691 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hiratsuka: "Enzyme transistor circuits for biomolecular computing" Proc.of the 27th IEEE lnt'l Symp.on Multiple-Valued Logic. 47-52 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Aoki: "Real/Complex Reconfigurable Arithmetic Using Redundant Complex Number Systems" Proc.of the 13th IEEE Symposium on Computer Arithmetic. 200-207 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Aoki: "Design and Analysis of Multiwave Interconnection Networks for MCM-Based Parallei Processing" IEICE Transactions on Electronics. E80-C・7. 935-940 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 青木孝文: "冗長複素数系に基づく実数/複素数再構成型算術演算回路の構成" 電子情報通信学会論文誌D-1. J80-D-1・8. 674-682 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Aoki: "High-Radix CORDIC Algorithms for VLSI Signal Processing" Proc.of the 1997 IEEE Workshop on Signal-Processing Systems. 183-192 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 青木孝文: "酵素トランジスタ回路の解析と設計" 電子情報通信学会論文誌A. J79-A・5. 1073-1081 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 青木孝文: "商選択テーブルを用いない高基数除算器の構成" 電子情報通信学会論文誌D-1. J79-D-1・7. 416-424 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 青木孝文: "光ウェーブキャスティングに基づく並列コンピューティングアーキテクチャ" 電子情報通信学会論文誌D-1. J79-D-1・7. 437-445 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T. Aoki: "Design and Analysis of Multiwave Interconnection Networks for MCM-Based Parallel Processing" IEICE Transactions on Electronics. (掲載決定). (1997)

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      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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