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ロボット連携クラウド・コンピューティング環境におけるFPGAコンポーネント技術

研究課題

研究課題/領域番号 17K00072
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
研究機関東海大学 (2019)
宇都宮大学 (2017-2018)

研究代表者

大川 猛  東海大学, 情報通信学部, 准教授 (80392596)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードFPGA / コンポーネント技術 / ロボット / HW/SW協調設計 / クラウド / コンポーネント / 再利用可能 / 高位合成 / Publish/Subscribe / Publish/Subscribe通信 / 並列処理
研究成果の概要

FPGA上の回路をエッジ・クラウド計算機環境において、ソフトウェア同様に再利用可能なコンポーネントとして扱うための技術として、以下3点の実現によりクラウドにおけるFPGAコンポーネントを用いた設計技術を実現するための研究を行った。(1) アプリケーションに応じて最適化したHW/SW間通信方式 (2) 再利用可能なHWコンポーネント方式 (3) コンポーネントの物理マッピングによるFPGAコンパイル時間の短縮

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、クラウド計算機環境においてFPGAを利用したリコンフィギャラブルシステムの設計生産性の向上を狙うものである。FPGAをコンポーネントとして扱う設計手法を提案し、実際にロボットとクラウドを連携するシステムを構築して実証する点で学術的特色がある。部品の静的・動的リンクによってソフトウェア同様の設計環境を構築することが可能となる点、およびコンポーネントの物理マッピングによって、FPGAコンパイル時間の短縮を行う点で独創的で本研究により、有益な知的機能が次々とハードウェア部品化され流通するための基盤として貢献する。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Genetic Node-Mapping Methods for Rapid Collective Communications2020

    • 著者名/発表者名
      YOKOTA Takashi、OOTSU Kanemitsu、OHKAWA Takeshi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E103.D 号: 1 ページ: 111-129

    • DOI

      10.1587/transinf.2018EDP7386

    • NAID

      130007779072

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2020-01-01
    • 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
  • [雑誌論文] Automatic Generation Tool of FPGA Components for Robots2019

    • 著者名/発表者名
      OHKAWA Takeshi、YAMASHINA Kazushi、MATSUMOTO Takuya、OOTSU Kanemitsu、YOKOTA Takashi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E102.D 号: 5 ページ: 1012-1019

    • DOI

      10.1587/transinf.2018RCP0004

    • NAID

      130007641152

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2019-05-01
    • 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
  • [雑誌論文] High Level Synthesis of ROS Protocol Interpretation and Communication Circuit for FPGA2019

    • 著者名/発表者名
      Ohkawa Takeshi、Sugata Yuhei、Watanabe Harumi、Ogura Nobuhiko、Ootsu Kanemitsu、Yokota Takashi
    • 雑誌名

      2019 IEEE/ACM 2nd International Workshop on Robotics Software Engineering (RoSE)

      巻: - ページ: 33-36

    • DOI

      10.1109/rose.2019.00014

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and Development of Networked Multiple FPGA Components for Autonomous Tiny Robot Car2019

    • 著者名/発表者名
      Ohkawa Takeshi、Tayama Shotaro、Mori Hayato、Lee Dohyung、Amano Hayato、Hirakawa Itsuki、Sato Mikiko、Watanabe Harumi
    • 雑誌名

      2019 International Conference on Field-Programmable Technology (ICFPT)

      巻: - ページ: 473-475

    • DOI

      10.1109/icfpt47387.2019.00096

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ProposalofPublish/SubscribeCommunicationFramework forCircuitComponentsonFPGA2018

    • 著者名/発表者名
      Kenta Arai, Takeshi Ohkawa, Kanemitsu Ootsu, Takashi Yokota
    • 雑誌名

      Proceedings of Asia Pacific Conference on Robot IoT System Development and Platform

      巻: 1 ページ: 42-43

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FPGAを用いた機能回路コンポーネント間のPublish/Subscribe通信フレームワークの提案2018

    • 著者名/発表者名
      新井健太、大川 猛、大津金光、横田隆史
    • 雑誌名

      組込みシステムシンポジウム2018論文集

      巻: 1 ページ: 9-12

    • NAID

      170000178157

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Designing Efficient Parallel Processing in 3D Standard-Chip Stacking System with Standard Bus2017

    • 著者名/発表者名
      Ohkawa Takeshi, Ootsu Kanemitsu, Yokota Takashi, Kikuchi Katsuya, Aoyagi Masahiro
    • 雑誌名

      2017 IEEE 11th International Symposium on Embedded Multicore/Many-core Systems-on-Chip (MCSoC)

      巻: 1 ページ: 128-135

    • DOI

      10.1109/mcsoc.2017.27

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] コンポーネント指向FPGA開発環境及び開発自動化ツールの提案2020

    • 著者名/発表者名
      新井 健太、大川 猛、横田 隆史、大津 金光
    • 学会等名
      IEIEI/RECONF研究会@慶応義塾大学 日吉キャンパス 来往舎
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高位合成可能なC++記述のための分散ミドルウェアを用いた機能シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      新井 健太、大川 猛、横田 隆史、大津 金光
    • 学会等名
      IPSJ/第51回組込みシステム研究発表会@東海大学 高輪キャンパス
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] High Level Synthesis of ROS Protocol Interpretation and Communication Circuit for FPGA2019

    • 著者名/発表者名
      Ohkawa Takeshi、Sugata Yuhei、Watanabe Harumi、Ogura Nobuhiko、Ootsu Kanemitsu、Yokota Takashi
    • 学会等名
      2019 IEEE/ACM 2nd International Workshop on Robotics Software Engineering (RoSE)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design and Development of Networked Multiple FPGA Components for Autonomous Tiny Robot Car2019

    • 著者名/発表者名
      Ohkawa Takeshi、Tayama Shotaro、Mori Hayato、Lee Dohyung、Amano Hayato、Hirakawa Itsuki、Sato Mikiko、Watanabe Harumi
    • 学会等名
      2019 International Conference on Field-Programmable Technology (ICFPT)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Component-based FPGA development of intelligent image processing for industrial IoT devices2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta Arai, Takeshi Ohkawa, Kanemitsu Ootsu, Takashi Yokota
    • 学会等名
      International Workshop on Embedded Software for Industrial IoT (ESIIT Workshop 2019) c/w DATE19, March 29, 2019,
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3次元積層LSIシステムのための簡易的な通信方式エミュレータの構築2018

    • 著者名/発表者名
      新井 健太,大川 猛,大津 金光,横田 隆史,菊地 克弥,青柳 昌宏
    • 学会等名
      情報処理学会第80回全国大会 講演論文集, pp.1-105~1-106 (2018.03.15)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 通信ミドルウェアを用いたロボット・クラウド連携分散SLAM処理の通信性能2018

    • 著者名/発表者名
      征矢 あおい,大川 猛,大津 金光,横田 隆史
    • 学会等名
      情報処理学会第80回全国大会 講演論文集, pp.1-107~1-108 (2018.03.15).
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Visual SLAMソフトウェア高速化検討のための処理時間分析2018

    • 著者名/発表者名
      後村 胤樹,大川 猛,大津 金光,横田 隆史, 馬場 敬信
    • 学会等名
      情報処理学会第80回全国大会 講演論文集, pp.1-125~1-126 (2018.03.15).
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Methodology study of HW/SW Cooperative System Design for 3D Standard Chip Stacking System2017

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Ohkawa, Kanemitsu Ootsu, Takashi Yokota, Katsuya Kikuchi, Masahiro Aoyagi
    • 学会等名
      IEEE 11th International Symposium on Embedded Multicore/Many-core Systems-on-Chip (MCSoC-17), September 18-20, 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] FPGA-Component Project WEB

    • URL

      https://fpga-component.github.io/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] FPGA-Component Project

    • URL

      https://fpga-component.github.io/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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