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深層学習エッジコンピューティング向け高効率組込みシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K00083
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
研究機関高知工科大学

研究代表者

密山 幸男  高知工科大学, システム工学群, 准教授 (80346189)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード再構成可能アーキテクチャ / 深層学習 / 積和演算 / アクセラレータ / 組込みシステム / 学習係数最適化 / 機械学習 / 組み込みシステム / 組込システム / IoT端末 / リコンフィギャラブルシステム
研究成果の概要

深層学習エッジコンピューティングの高効率実行を可能にする再構成可能システムの実現を目指し、膨大な積和演算を効率良く実行することができる再構成可能アーキテクチャならびに、提案アーキテクチャに適した学習係数最適化手法を開発した。さらに、提案アーキテクチャのアプリケーション適用性を評価するため、市販のFPGAボードを用いた応用システムを構築した。ハードウェアアーキテクチャとソフトウェアアルゴリズムの両面から研究に取り組むことで、深層学習エッジコンピューティングを可能にする高効率組込みシステムの実現を目指した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これからのIoT社会において、IoTを構成するエッジデバイスの数とそこから得られるデータ量は爆発的に増加し、膨大なデータ転送と情報処理をサーバで行う計算モデルの限界が指摘されている。この問題を解決するため、本研究ではエッジデバイスからサーバへデータ送信する前に必要な処理を行う「エッジコンピューティング」の高効率化に取り組み、深層学習を利用したアプリケーションのリアルタイム実行を可能にする再構成可能アーキテクチャを提案した。提案アーキテクチャをFPGAの演算器ブロックやアクセラレータとして利用することで、高性能省電力なエッジコンピューティングを可能にする高効率プロセッサの実現に繋がると考える。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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

    (8件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Development of Autonomous Driving System using Programmable SoCs2019

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, I. Ikeno, R. Tsuruoka, T. Kuchiba, W. Liao, and Y. Mitsuyama
    • 学会等名
      International Conference on Field-Programmable Technology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プログラマブルSoCを用いた自動運転システムの構成検討2019

    • 著者名/発表者名
      田中知成, 池野樹, 鶴岡 陸, 口羽匠, 廖 望, 密山幸男
    • 学会等名
      電気関係学会四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] プログラマブルSoCを用いたリアルタイム物体検出処理の実装2019

    • 著者名/発表者名
      熊井遼太, 密山幸男
    • 学会等名
      電気関係学会四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 多オペランド積和演算の高効率化に関する一検討2019

    • 著者名/発表者名
      兼本 一生, 岡林 由真, 風谷 亮太, 密山 幸男
    • 学会等名
      電気関係学会四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高位合成系による人検出処理のFPGA実装と評価2018

    • 著者名/発表者名
      熊井遼太, 和田征也, 密山 幸男
    • 学会等名
      電気関係学会四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 畳込みニューラルネットワーク向け重み量子化手法の検討,2018

    • 著者名/発表者名
      氏原収悟, 密山幸男
    • 学会等名
      情報処理学会 システムとLSIの設計技術研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高位合成系による人検出処理のFPGA実装2017

    • 著者名/発表者名
      高野雅之, 熊井遼太, 毛利真崇, 小松達也, 密山 幸男
    • 学会等名
      電気関係学会四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた画像認識処理における重み量子化のための評価環境構築2017

    • 著者名/発表者名
      氏原収悟, 密山幸男
    • 学会等名
      電気関係学会四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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