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自動状態バックアップ機構を利用した高性能・高信頼システム設計技術

研究課題

研究課題/領域番号 17H01709
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 計算機システム
研究機関東京大学

研究代表者

藤田 昌宏  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70323524)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード高性能計算 / 計算高信頼化 / 不揮発性メモリ / 計算再利用 / デバッグ手法 / テスト手法 / 量子回路 / VLSI配線 / ニューラルネットワーク処理 / AIエッジ処理 / 自動バックアップ / パワーゲーティング / ハイパフォーマンス・コンピューティング / 低消費電力
研究成果の概要

通常のCMOS回路を作成した後、自由に不揮発性メモリ層を最大4層程度まで追加し両者を自由に接続できる回路設計技術をハードウェアシステムの高性能化と高信頼化に応用する技術に関し、データ処理部近辺での大量計算が可能となることによる高性能化と、チェックポイントの挿入による処理の高信頼化が可能であることをいくつかの例題で示した。不揮発性であるため、各種情報をバッファしても消費電力がほとんど増えないという利点がある。さらに、(1)VLSIにおける論理設計デバッグ手法、(2)VLSIにおけるデータ配線の容易化、(3)量子回路のテスト手法の3点への活用も検討し、新規手法を提案することで、その有用性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在、ますます世の中の処理が自動化され、一方、処理すべきデータ量が膨大になっているため、ハードウェアを利用した情報処理技術の一段の高性能化と高信頼化が必須となっている。本研究では、通常のCMOS回路を作成した後、自由に不揮発性メモリ層を最大4層程度まで追加し両者を自由に接続できる回路設計技術を利用することで、同じチップ面積を利用しながら、ハードウェアシステムの高性能化と高信頼化を同時に実現可能であることが示された。さらに、(1)VLSIにおける論理設計デバッグ手法、(2)VLSIにおけるデータ配線の容易化、(3)量子回路のテスト手法に体しても有効活用できることを新規手法を提案することで示した。

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] SAT-Based On-Track Bus Routing2021

    • 著者名/発表者名
      He-Teng Zhang, Masahiro Fujita, Chung-Kuan Cheng, Jie-Hong R. Jiang
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems

      巻: 40(4) 号: 4 ページ: 735-747

    • DOI

      10.1109/tcad.2020.3007253

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhanced Design Debugging With Assistance From Guidance-Based Model Checking2021

    • 著者名/発表者名
      V. S. Vineesh, Binod Kumar, Rushikesh Shinde, Neelam Sharma, Masahiro Fujita, Virendra Singh
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems

      巻: 40(5) 号: 5 ページ: 985-998

    • DOI

      10.1109/tcad.2020.3011039

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Design of Single-Bit Fault-Tolerant Reversible Circuits2020

    • 著者名/発表者名
      Hari Mohan Gaur, Ashutosh Kumar Singh, Anand Mohan, Masahiro Fujita, Dhiraj K. Pradhan
    • 雑誌名

      IEEE Design and Test

      巻: 38(2) 号: 2 ページ: 89-96

    • DOI

      10.1109/mdat.2020.3006808

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] An approach to approximate computing: Logic transformations for one-minterm changes in specification2017

    • 著者名/発表者名
      Fujita Masahiro
    • 雑誌名

      2017 IEEE International High Level Design Validation and Test Workshop (HLDVT)

      巻: 1 ページ: 91-94

    • DOI

      10.1109/hldvt.2017.8167469

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A new approach for selecting inputs of logic functions during debug2017

    • 著者名/発表者名
      Gharehbaghi Amir Masoud、Fujita Masahiro
    • 雑誌名

      2017 18th International Symposium on Quality Electronic Design (ISQED)

      巻: 1 ページ: 166-173

    • DOI

      10.1109/isqed.2017.7918311

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ゲートの種類とゲート信号入力探索による論理最適化・デバッグ手法2017

    • 著者名/発表者名
      藤田昌宏、ガラバギアミルマスード
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告信学技報

      巻: 117 ページ: 151-156

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 複数FPGAを用いたスパイキングニューラルネットワークシミュレーションの高速化2017

    • 著者名/発表者名
      岡本朋大、川尾太郎、河野崇、藤田昌宏
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告信学技報

      巻: 117 ページ: 157-162

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Partial synthesis and its application to automatic generation of parallel/distributed algorithms2019

    • 著者名/発表者名
      藤田 昌宏
    • 学会等名
      International Conference on Software and Computer Application
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A new semi-formal approach to functional testing2018

    • 著者名/発表者名
      藤田 昌宏
    • 学会等名
      Workshop on RTL and High Level Testing
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mobile super computing and big data analysis with non-volatile memory technology2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Fujita
    • 学会等名
      International Conference on Software and Computer Applications
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Post-Silicon Validation and Debug2019

    • 著者名/発表者名
      Prabhat Mishra, Farimah Farahmandi (Editors)
    • 総ページ数
      394
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783319981154
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] Internet of Things2018

    • 著者名/発表者名
      Leon Strous, Vinton G. Cerf (Editors)
    • 総ページ数
      233
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783030156503
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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