| 研究課題/領域番号 |
20K11725
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分60040:計算機システム関連
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| 研究機関 | 会津大学 |
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研究代表者 |
鈴木 大輔 会津大学, コンピュータ理工学部, 准教授 (00574675)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 半導体集積回路 / FPGA / 論理回路 / CAD / デジタル回路 / 電子回路 / 不揮発ロジック / 自動設計 / 回路設計 / 計算機アーキテクチャ / 配置配線 / CADツール |
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| 研究開始時の研究の概要 |
Field-Programmable Gate Array (FPGA)は，種々のニーズに柔軟に対応可能なハードウェアとしてその重要性が高まっている。一方，揮発記憶をベースとする従来のFPGAでは待機電力の増加が深刻である。このような問題を根本的に解決するのが不揮発FPGAである。不揮発FPGAではデータを失うことなく高速に電源供給のオン/オフが可能であり，この特長を活用することで非稼働時の待機電力の削減が可能である。本研究では，「不揮発FPGA上にどのように効率的に所望の機能を実装するか」といった最適設計アルゴリズムならびにそのCADツール実装に取り組む。
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| 研究成果の概要 |
Field-Programmable Gate Array (FPGA)は様々なニーズに柔軟に対応可能な半導体集積回路として、研究から産業の様々な分野で幅広く活用されているが、一方で従来のFPGAでは待機時のデータ保持における電力消費、すなわち待機電力が問題となっている。このような観点から不揮発メモリにデータを保持することで待機時に電源をオフ、待機電力消費をゼロにする不揮発FPGAの開発が進んでいる。本研究課題では、このような不揮発FPGAのエネルギー効率を引き出すためのより効果的なハードウェア資源の活用方法とそのCADツール実装、ならびに機能検証のための環境構築を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
不揮発FPGAは従来のFPGAに代わる新たなハードウェア・プラットフォームとしてその研究開発が進められているが、単に記憶機能を不揮発に置き換えただけでは本来の性能は引き出せない。本研究はこのような観点から勧められたものであり、不揮発FPGA向けハードウェア資源の最適化、電源のオン/オフのスケジューリング手法、CADツール実装や機能検証のための環境構築などに関する知見は、新たなハードウェア設計論を切り拓くという意味で学術的意義を有する。またこれらの知見により不揮発FPGAの実用化が進むことで、高度な情報処理をより少ないエネルギー消費で実現できることが期待される。
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