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超伝導ディジタル回路デバイスのための配線遅延を考慮した自動配置配線手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 16K16029
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 計算機システム
研究機関中京大学

研究代表者

鬼頭 信貴  中京大学, 工学部, 講師 (90630997)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード超伝導単一磁束量子回路 / 配線遅延 / レイアウト設計 / 設計自動化 / 自動配線 / 自動配置 / 配線長 / 単一磁束量子回路 / 自動配置配線 / 超伝導 / SFQ回路
研究成果の概要

省エネルギで超高速な超伝導単一磁束量子(SFQ)ディジタル回路の設計自動化のための自動配置配線手法とその手法に基づく設計ツールの試作を行った。
本研究でははじめに、従来は手設計されていたSFQディジタル回路の配線作業を自動化する手法を考案した。安定動作するSFQ回路を得るには、各論理ゲートについてそのゲートに至る複数の配線で配線遅延量を合わせこむ必要があり、配線長の指定などが重要である。そこでそのようなパラメータを入力として考えた手法を考案した。そして、この性質を考慮したゲートの自動配置手法を提案するほか、関連する技術も考案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来、超伝導SFQ回路のレイアウト設計においては論理ゲートを人手により配置し、手作業によりその間の配線を行っていた。本研究課題の開始時点ではその作業の自動化については手法の研究・ツールの開発どちらも手つかずであり設計に困難が伴った。
本研究によりSFQ回路の性質に注目して手法の提案を行うことで初期的な設計自動化が可能となったほか、今後さらに実用的な手法とするための研究課題の整理が進んだ。本研究等に触発され半導体分野の設計自動化の研究者も参入しており、超伝導ディジタル回路の設計自動化に関して研究分野としての確立に貢献した。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Rapid Single-Flux-Quantum Truncated Multiplier Based on Bit-Level Processing2019

    • 著者名/発表者名
      Nobutaka Kito、Ryota Odaka、Kazuyoshi Takagi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics

      巻: E102-C

    • NAID

      130007671355

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Fast Wire-Routing Method and an Automatic Layout Tool for RSFQ Digital Circuits Considering Wire-Length Matching2018

    • 著者名/発表者名
      Kito Nobutaka、Takagi Kazuyoshi、Takagi Naofumi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 28 号: 4 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/tasc.2018.2793203

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] パルス論理の性質を活用した論理ゲートネットリストのRSFQディジタル回路向け変換2018

    • 著者名/発表者名
      鬼頭信貴, 高木一義, 高木直史
    • 学会等名
      2018年電子情報通信ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Stochastic Computing に基づく単一磁束量子乗算器の検討2018

    • 著者名/発表者名
      小高良太, 鬼頭信貴
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Designs of Component Circuits for Stochastic Computing Using Rapid Single Flux Quantum Circuits2018

    • 著者名/発表者名
      Nobutaka Kito, Yurie Koketsu, and Kazuyoshi Takagi
    • 学会等名
      21st Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information technologies (SASIMI2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 配線長マッチングを考慮した自動配置によるRSFQ回路のレイアウト面積削減2017

    • 著者名/発表者名
      鬼頭信貴, 高木一義, 高木直史
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2017年総合大会
    • 発表場所
      名城大学 天白キャンパス(名古屋市天白区)
    • 年月日
      2017-03-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of CAD Tools for SFQ Logic Circuits and Design of Data-path Circuits for SFQ Bit-slice Processors2017

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Takagi, Kazuyoshi Takagi, and Nobutaka Kito
    • 学会等名
      10th Superconducting SFQ VLSI Workshop (SSV 2017)
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス(名古屋市千種区)
    • 年月日
      2017-02-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A fast wire-routing method and an automatic layout tool for RSFQ digital circuits considering wire-length matching2017

    • 著者名/発表者名
      Nobutaka Kito, Kazuyoshi Takagi, and Naofumi Takagi
    • 学会等名
      13th European Conference on Applied Superconductivity (EUCAS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単一磁束量子回路を用いたStochastic Computing 実現のためのStochastic Number Generatorの設計2017

    • 著者名/発表者名
      纐纈百合絵, 鬼頭信貴
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Fast Length-Matching Routing for Rapid Single Flux Quantum Circuits2016

    • 著者名/発表者名
      Nobutaka Kito, Kazuyoshi Takagi, and Naofumi Takagi
    • 学会等名
      20th Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information technologies (SASIMI2016)
    • 発表場所
      京都リサーチパーク(京都市下京区)
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SFQディジタル回路のための配線長マッチングを考慮した高速配線法2016

    • 著者名/発表者名
      鬼頭信貴, 高木一義, 高木直史
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2016年電子情報通信ソサイエティ大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市北区)
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 単一磁束量子論理回路の設計検証のための論理シミュレーションツールの拡張2016

    • 著者名/発表者名
      松本弦篤, 鬼頭信貴
    • 学会等名
      平成28年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • 発表場所
      豊田工業高等専門学校(愛知県豊田市)
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Extension of a Logic Simulation System for Simulation-Based Verification of RSFQ Logic Circuits2016

    • 著者名/発表者名
      Nobutaka Kito, Gentoku Matsumoto, Kazuyoshi Takagi, and Naofumi Takagi
    • 学会等名
      9th Superconducting SFQ VLSI Workshop (SSV 2016)
    • 発表場所
      横浜国立大学(横浜市保土ケ谷区)
    • 年月日
      2016-08-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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