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深層学習を用いた配置配線手法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K00081
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 計算機システム
研究機関広島市立大学

研究代表者

弘中 哲夫  広島市立大学, 情報科学研究科, 教授 (10253486)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード配置配線 / ニューラルネットワーク / 再構成可能デバイス / SA法 / コスト関数 / 学習データの自動生成 / 深層学習 / 自己組織化マップ / リコンフィギャラブルシステム / 配置配線手法
研究成果の概要

SA法による配置配線においてニューラルネットワークをコスト関数として適用する方法を確立した.適用にあたって単純に配置配線情報をニューラルネットワークに入力するだけでは,入力ノード数が非現実的な数になる.本研究では,配置と結線情報を配置位置と配線可能経路をマップ化することで入力データの意味を大きく失わずに大幅に入力ノード数を削減する方法を確立した.さらに同じネットリストから生成した2つの配置をニューラルネットに入力することでより良い配置を判定する手法を確立した.また,作成したニューラルネットワークをコスト関数とするSA法を従来の配置配線結果に適用して,さらに配置を改善することが可能となった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

SA法のコスト関数は配線配置の可否を判定する数式モデルから作成している.そのため,性能向上を目指して再構成デバイスの構成を複雑にすると簡易な数式モデルで配線配置の可否を精度よく判定することが難しくなる.このコスト関数の精度が低下するとSA法を用いて生成される配置配線の品質が低下する.本研究では,深層学習を用いて訓練データである過去の配置配線結果から自動的にSA法のコスト関数を生成することの実現性を示した.これにより,精度の良い簡易な数式モデルが作成困難な場合においても,過去の配置配線結果を用いてより良いSA法のコスト関数を自動生成できる可能性を示した.

報告書

(6件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] SA法のコスト関数として配置品質判定ニューラルネットワークを用いた再構成可能デバイスの配置アルゴリズムの提案2020

    • 著者名/発表者名
      夏目 優一,鎌田 時生,窪田 昌史,谷川 一哉,弘中 哲夫
    • 雑誌名

      信学技報, RECONF2020-13

      巻: 120-36 ページ: 71-76

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 細粒度再構成可能デバイスMPLDにおけるディープラーニングを用いた論理素子配置の良し悪し判定2018

    • 著者名/発表者名
      藤石 秀仁,鎌田 時生,弘中 哲夫,谷川 一哉,窪田 昌史
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 118(334) ページ: 71-76

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] FPGAの配置配線結果を使用したMPLDの配置配線ツールの検討2018

    • 著者名/発表者名
      山下 裕司,窪田 昌史,谷川 一哉,弘中 哲夫
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 118(215) ページ: 61-66

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 細粒度再構成可能デバイスMPLDのIOを考慮したSOMベース配置手法2016

    • 著者名/発表者名
      田中智大, 谷川一哉, 弘中哲夫, 石黒隆
    • 雑誌名

      信学技報 リコンフィギャラブルシステム研究会

      巻: 116 ページ: 29-34

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] Study of logic element placement algorithm which introduced neural network to cost function2019

    • 著者名/発表者名
      Tokio Kamada, Atsushi Kubota, Tetsuo Hironaka
    • 学会等名
      The International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コスト関数にニューラルネットワークを導入した論理素子配置アルゴリズムの検討2019

    • 著者名/発表者名
      鎌田 時生,窪田 昌史,谷川 一哉,弘中 哲夫
    • 学会等名
      電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] A Study of a Parallel Architecture for Accelerating Batch-Learning Self-Organizing Map by using Dedicated Hardware2019

    • 著者名/発表者名
      Ryota Miyauchi, Akira Kojima, Hideyuki Kawabata, and Tetsuo Hironaka
    • 学会等名
      34th International Technical Conference on Circuits / Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reconfigurable Device MPLD and The CAD tool2017

    • 著者名/発表者名
      Yuji Yamashita, Atsushi Kubota, Kazuya Tanigawa and Tetsuo Hironaka
    • 学会等名
      The International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 再構成可能デバイスMPLD/SePLDにおける設計アルゴリズムについて2017

    • 著者名/発表者名
      谷川 一哉 , 弘中 哲夫
    • 学会等名
      DAシンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 細粒度再構成可能デバイスMPLDの論理セル配置問題を対象としたSA法における迷路法を用いたコスト算出方法2017

    • 著者名/発表者名
      荒瀬郁実,窪田昌史,谷川一哉,弘中哲夫
    • 学会等名
      電子情報通信学会李コンフィギャラブルシステム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 細粒度再構成可能デバイスMPLDの論理セル配置問題を対象としたSA法におけるコスト関数改善の検討2016

    • 著者名/発表者名
      荒瀬郁実, 田中智大, 谷川一哉,弘中哲夫,窪田昌史,石黒隆
    • 学会等名
      第18回IEEE広島支部学生シンポジウム
    • 発表場所
      山口大学
    • 年月日
      2016-11-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 細粒度再構成可能デバイスの配置配線問題におけるニューラルネットワークを用いた配置配線手法2016

    • 著者名/発表者名
      田中智大, 谷川一哉, 弘中哲夫, 石黒隆
    • 学会等名
      LSIとシステムのワークショップ2016
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2016-05-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 細粒度再構成可能デバイスMPLDのSOMベース配置手法へのリスト型データ構造導入による高速化の検討2016

    • 著者名/発表者名
      田中智大,谷川一哉,弘中哲夫,石黒隆
    • 学会等名
      第18回IEEE広島支部学生シンポジウム
    • 発表場所
      山口大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-01-27  

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