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セルフタイム型回路による超並列ネットワーク・プロセッサの構成法

研究課題

研究課題/領域番号 15500056
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算機システム・ネットワーク
研究機関高知工科大学

研究代表者

岩田 誠  高知工科大学, 工学部, 教授 (60232683)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2004年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2003年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワードセルフタイム回路 / データ駆動方式 / ネットワーク・プロセッサ / クラス別QoS制御 / パケット分類 / シグナチャ検索 / マクロフローモデル / セルフタイム型回路 / ファイアウォール / IDS / IPパケット分類 / パイプライン / 優先キューイング / Diffserv
研究概要

本研究は、設計容易化、低電力消費、高処理能力を同時に達成できる可能性を持つセルフタイム回路を徹底的に活用して、柔軟で高機能な複合化集積ネットワーク・プロセッサを構成する方法の確立を目指している。本研究では、核となる機能モジュールのLSIチップ設計・評価を通して客観的な評価を行いその有効性を示した。
本研究では、複合化集積ネットワーク・プロセッサの応用として、Diffserv等のクラス別QoS制御、ならびに、FirewallやIDSに必要となる高度なパケットフィルタリング機能を取り上げ、以下の基礎的技術に関する成果を得た。
1 セルフタイム回路によるクラス別QoS制御用優先キューイング機構
2本の対向するパイプライン段間にバイパス経路を設けたセルフタイム型優先キューイング機構を提案し、回路シミュレーション評価と0.18umCMOSチップの試作を通して、100M IPパケット/秒のトラヒックを制御可能なことを確認した。
2 データ駆動型高速パケットフィルタリング方式
レベル圧縮トライ構造ならびに拡張ACアルゴリズムを用いたパイプライン型フィルタリング方式によって、単一プロセッサ上で、レイヤ4パケットの静的フィルタリングを平均4Mパケット/秒、ペイロードのシグナチャ検索を平均0.1Mパケット/秒で実現可能な見通しを得た。また、前者については、FPGAを用いてセルフタイム回路を実装し、5%程度の回路コスト増で実装可能な見通しを得た。
3 セルフタイム型回路によるシステムの性能見積もりモデル
セルフタイム型パイプラインの挙動を巨視的に模擬可能なシミュレーション・モデル(マクロフローモデル)を定式化し、忠実なモデルに対して約1/2の計算量削減が可能なことを確認し、十分な精度を有することも確認した。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (17件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] 100MPackets/s Fully Self-Timed Priority Queue : FQ2004

    • 著者名/発表者名
      Makoto IWATA
    • 雑誌名

      Proc.of International Solid-State Circuits Conference 8.1

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 自己タイミング型パイプラインによる優先キューイング制御方式2004

    • 著者名/発表者名
      林 秀樹
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌B J87-B・6

      ページ: 1063-1075

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 異種混合ネットワークにおける自律型フロー分散制御方式2004

    • 著者名/発表者名
      林 秀樹
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌 45・2

      ページ: 426-437

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Super-Pipelined Implementation of IP Packet Classification2004

    • 著者名/発表者名
      Daichi MORIKAWA
    • 雑誌名

      Journal of Intelligent Automation and Soft Computing 10・2

      ページ: 175-184

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Design Concept of An Embedded Data-Driven Firewall Processor2004

    • 著者名/発表者名
      Makoto IWATA
    • 雑誌名

      Proc.of International Conference on next Era Information Networking

      ページ: 80-87

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Priority Queueing Scheme Based on Self-Timed Pipeline (in Japanese)2004

    • 著者名/発表者名
      Hideki HAYASHI
    • 雑誌名

      Transaction on Communication, IEICE vol.J87-B, no.6

      ページ: 1063-1075

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Autonomous Flow Distribution Control in Homogeneous Network (in Japanese)2004

    • 著者名/発表者名
      Hideki HAYASHI
    • 雑誌名

      Transaction on Information Processing Society vol.45, no.2

      ページ: 426-437

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Super-Pipelined Implementation of IP Packet Classification2004

    • 著者名/発表者名
      Daichi MORIKAWA
    • 雑誌名

      Journal of Intelligent Automation and Soft Computing vol.10, no.2

      ページ: 175-184

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Design Concept of An Embedded Data-Driven Firewall Processor2004

    • 著者名/発表者名
      Makoto IWATA
    • 雑誌名

      Proc.of International Conference on Next Era Information Networking

      ページ: 80-87

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 自己タイミング型パイプラインによる優先キューイング方式2004

    • 著者名/発表者名
      林 秀樹
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌B-I J87-B・8

      ページ: 1063-1075

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Super-Pipelined Implementation of IP Packet Classification2004

    • 著者名/発表者名
      Daichi Morikawa
    • 雑誌名

      Journal of Intelligent Automation and Soft Computing 10・2

      ページ: 175-184

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Design Concept of An Embedded Data-Driven Firewall Processor2004

    • 著者名/発表者名
      Makoto Iwata
    • 雑誌名

      International Conference on Next Era Information Networking NEINE' 04

      ページ: 80-87

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Fast Simulation Scheme for Self-Timed Super-Pipelined Systems2004

    • 著者名/発表者名
      Shuji Sannomiya
    • 雑誌名

      International Conference on Next Era Information Networking NEINE' 04

      ページ: 127-138

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 100M packets/sec自己タイミング型優先キュー:FQ2004

    • 著者名/発表者名
      岩田 誠
    • 雑誌名

      電子情報通信学会集積回路研究会 ICD2004-32

      ページ: 53-58

    • NAID

      110003316509

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] セルフタイム回路によるデータ駆動型プロセッサとその応用2004

    • 著者名/発表者名
      岩田 誠
    • 雑誌名

      電子情報通信学会集積回路研究会 ICD2004-197

      ページ: 25-30

    • NAID

      110003318226

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Macroscopic Behavior Model for Self-Timed Pipeline Systems2003

    • 著者名/発表者名
      Shuji SANNOMIYA
    • 雑誌名

      Proc.of the Seventeenth Workshop on Parallel and Distributed Simulation

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 100 M Packets/s Fully Self-Timed Priority Queue : FQ

    • 著者名/発表者名
      Makoto IWATA
    • 雑誌名

      Proc.of International Solid-State Circuits Conference, 8.1, 2004

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sannomiya, Shuji: "A Macroscopic Behavior Model for Self-Timed Pipeline Systems"Proc. of the Seventeenth Workshop on Parallel and Distributed Simulation. 133-140 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 林 秀樹: "クラス別QoS制御向き自己同期型優先キューの性能評価"情報技術レターズ. 313-312 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 林 秀樹: "異種混合ネットワークにおける自律型フロー分散制御方式"情報処理学会論文誌. 45・2. 426-437 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Ruck Thawonmas: "A Novel Parallel Model for Self-Organizing Maps and Its Efficient Implementation on a Data-Driven Multiprocessor"Journal of Advanced Computational Intelligence. 7・3. 355-361 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Makoto Iwata: "100MPackets/s Fully Self-Timed Priority Queue : FQ"Proc. of International Solid-State Circuits Conference. 8.1. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 林 秀樹: "自己タイミング型パイプラインによる優先キューイング制御方式"電子情報通信学会論文誌B. J87-B・6. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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