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再構成型LSIによるCFD力学向け計算機システムの構成技術に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25330067
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
研究機関琉球大学

研究代表者

長名 保範  琉球大学, 工学部, 助教 (00532657)

研究分担者 天野 英晴  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60175932)
藤田 直行  宇宙航空研究開発機構, 航空本部, 主幹研究員 (70358480)
中條 拓伯  東京農工大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80217736)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013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 / 数値計算 / アクセラレーション技術 / 高位合成 / 計算機システム / 再構成型アーキテクチャ / 計算流体力学 / マルチFPGAシステム / ハードウェア・ソフトウェア協調処理 / 科学技術計算 / 数値流体力学 / 設計自動化 / 部分再構成 / 可変構造型計算機
研究成果の概要

FPGAによる数値計算のアクセラレーション技術は消費電力の面で有利であることから、GPUの次のアクセラレータとして注目を集めているが、アプリケーション毎にFPGA上の回路設計を行う必要があり、普及のネックとなっている。本研究課題では、計算流体力学を主なターゲットとして、大規模な回路を自動分割してシステムを構成する手法、商用の高位合成ツールを用いて元のソースコードをなるべく修正せずにシステム全体を高速化する手法、および科学技術計算でひろく用いられているFortranからの高位合成を行うツールを開発した。この成果は流体力学に限らずひろく応用が期待できるものである。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Java 言語ベース高位合成ツールを用いた回路分割方式の実装と評価2015

    • 著者名/発表者名
      松田和也,三好健文,船田悟史,中條拓伯
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 56 (8) ページ: 1582-1592

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 高精度時刻同期を分散処理制御に活用したタイムアウェア処理方式2015

    • 著者名/発表者名
      堤智昭, 大島浩太, 小泉稔, 中條拓伯
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 56 (3) ページ: 879-891

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Java言語ベース高位合成ツールによるアクセラレータ開発環境2015

    • 著者名/発表者名
      小池恵介,三好健文,五十嵐雄太,船田悟史,中條拓伯
    • 雑誌名

      電子情報学会論文誌

      巻: J98-D (3) ページ: 373-383

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reconfigurable Out-of-Order System for Fluid Dynamics Computation Using Unstructured Mesh2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki AKAMINE, Mohamad Sofian ABU TALIP, Yasunori OSANA, Naoyuki FUJITA, Hideharu AMANO
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E97.D 号: 5 ページ: 1225-1234

    • DOI

      10.1587/transinf.E97.D.1225

    • NAID

      130004519237

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reconfigurable Out-of-order System for Fluid Dynamics Computation Using Unstructured Mesh2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Akamine, Mohamad Sofian Abu Talip, Yasunori Osana, Naoyuki Fujita, Hideharu Amano
    • 雑誌名

      IEICE Transaction on Information & Systems

      巻: 印刷中

    • NAID

      130004519237

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GPUによる2次元アンサンブル経験的モード分解の高速実行2014

    • 著者名/発表者名
      堀部 拓也,清水 郁子,中條 拓伯
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌D

      巻: Vol.J97-D, No.3 ページ: 357-368

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高位合成系JavaRockによるReconfigurable Androidにおけるハードウェア・アクセラレーション2014

    • 著者名/発表者名
      榎戸健二,三好健文,小池恵介,船田悟史,藤波香織,中條拓伯
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: Vol.55, No.2 ページ: 1027-1036

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive Flux Calculation Scheme in Advection Term Computation Using Partial Reconfiguration2013

    • 著者名/発表者名
      Mohamad Sofian Abu Talip, Takayuki Akamine, Mao Hatto, Yasunori Osana, Naoyuki Fujita, Hideharu Amano
    • 雑誌名

      International Journal of Networking and Computing

      巻: Vol.3, No.2 ページ: 289-306

    • NAID

      130005475362

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Zynq Cluster for CFD Parametric Survey2016

    • 著者名/発表者名
      Naru Sugimoto
    • 学会等名
      The 12th International Symposium on Applied Reconfigurable Computing
    • 発表場所
      Rio de Janeiro, Brazil
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CPU-FPGA密結合アーキテクチャを用いたFull-PIC法の高速化の検討2016

    • 著者名/発表者名
      酒井諒太郎
    • 学会等名
      情報処理学会 第78回全国大会
    • 発表場所
      慶応義塾大学 矢上キャンパス
    • 年月日
      2016-03-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Trax Solver on Zynq with Deep Q-Network2015

    • 著者名/発表者名
      Naru Sugimoto
    • 学会等名
      International Conference on Field Programmable Technology
    • 発表場所
      Queenstown, New Zealand
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fortran ベース高位合成ツールFortRock の開発2015

    • 著者名/発表者名
      山下貴大
    • 学会等名
      組込みシステムシンポジウム2015(ESS2015)
    • 発表場所
      早稲田大学グリーン・コンピューティング・システム研究開発センター
    • 年月日
      2015-10-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高位合成におけるループパイプライン化の検討2015

    • 著者名/発表者名
      五十嵐雄太
    • 学会等名
      組込みシステムシンポジウム2015(ESS2015)
    • 発表場所
      早稲田大学グリーン・コンピューティング・システム研究開発センター
    • 年月日
      2015-10-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Fortran ベース高位合成ツールFortRock の開発2015

    • 著者名/発表者名
      山下貴大,五十嵐雄太,中條拓伯
    • 学会等名
      組込みシステムシンポジウム2015(ESS2015)論文集
    • 発表場所
      早稲田大学グリーン・コンピューティング・システム研究開発センター
    • 年月日
      2015-10-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高位合成におけるループパイプライン化の検討2015

    • 著者名/発表者名
      五十嵐雄太,老子裕輝,中條拓伯
    • 学会等名
      組込みシステムシンポジウム2015(ESS2015)論文集
    • 発表場所
      早稲田大学グリーン・コンピューティング・システム研究開発センター
    • 年月日
      2015-10-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Hardware Acceleration of the Gabor Wavelet Transformation to Estimate Interruptibility for Working Productivity2015

    • 著者名/発表者名
      Nam Nguyen Hai, Kaoru Kozuka, Binh Huynh Thi Thanh, Kinya Fujita and Hironori Nakajo
    • 学会等名
      組込みシステムシンポジウム2015(ESS2015)論文集
    • 発表場所
      早稲田大学グリーン・コンピューティング・システム研究開発センター
    • 年月日
      2015-10-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] スケーラブル・ハードウェア機構による分割回路のための分散RTL シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      吉内大成, 中條拓伯
    • 学会等名
      組込みシステムシンポジウム2015(ESS2015)論文集
    • 発表場所
      早稲田大学グリーン・コンピューティング・システム研究開発センター
    • 年月日
      2015-10-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Hardware Acceleration of the Gabor Wavelet Transformation to Estimate Int2015

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Kozuka
    • 学会等名
      組込みシステムシンポジウム2015(ESS2015) ポスター発表
    • 発表場所
      早稲田大学グリーン・コンピューティング・システム研究開発センター
    • 年月日
      2015-10-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] スケーラブル・ハードウェア機構による分割回路のための分散RTL シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      吉内大成, 中條拓伯
    • 学会等名
      組込みシステムシンポジウム2015(ESS2015) ポスター発表
    • 発表場所
      早稲田大学グリーン・コンピューティング・システム研究開発センター
    • 年月日
      2015-10-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Lens Free Imager の実用化のための設計と実装2015

    • 著者名/発表者名
      竹本正志
    • 学会等名
      組込みシステムシンポジウム2015(ESS2015)
    • 発表場所
      早稲田大学グリーン・コンピューティング・システム研究開発センター
    • 年月日
      2015-10-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 再構成可能仮想アクセラレータReVAの構想2015

    • 著者名/発表者名
      中條拓伯,老子裕輝,竹岡尚三,竹本正志,三好健文
    • 学会等名
      電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] カスタム計算機におけるメモリレイアウト最適化のためのチューニングツールの開発2015

    • 著者名/発表者名
      新垣誠, 喜屋武克樹, 平井裕介, 仲宗根宏, 長名保範
    • 学会等名
      第14回情報科学技術フォーラム (FIT2015)
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Implementation of a RISC Processor with a Complex Instruction Accelerator2015

    • 著者名/発表者名
      Ryota Suzuki and Hironori Nakajo
    • 学会等名
      The 2015 4th ICT International Student Project Conference (ICT-ISPC 2015)
    • 発表場所
      東京農工大学
    • 年月日
      2015-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Data Reduction and Parallelization for Human Detection System2015

    • 著者名/発表者名
      Mao Hatto, Takaaki Miyajima, Hideharu Amano
    • 学会等名
      The 19th Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI)
    • 発表場所
      Yilan, Taiwan
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] FLOPS-2Dの低レベル通信制御機構の実装と性能評価2015

    • 著者名/発表者名
      喜屋武克樹, 新垣誠, 平井裕介, 仲宗根宏貴, 藤田直行, 天野英晴, 長名保範
    • 学会等名
      電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会
    • 発表場所
      横浜・慶應義塾大学
    • 年月日
      2015-01-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Vivado HLSを用いた数値計算ハードウェアの実装手法に関する検討2015

    • 著者名/発表者名
      仲宗根宏貴, 長名保範, 長田康敬
    • 学会等名
      電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会
    • 発表場所
      横浜・慶應義塾大学
    • 年月日
      2015-01-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Hardware/Software co-design Architecture for Blokus Duo Solver2014

    • 著者名/発表者名
      Naru Sugimoto, Hideharu Amanao
    • 学会等名
      The 2014 International Conference on Field Programmable Technologies
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2014-12-10 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] FPGA Implementation of Viscous Function in a package for Computational Fulid Dynamics2014

    • 著者名/発表者名
      Dipikarini Mishra, Mao Hatto, Takuya Kuhara, Yasunori Osana, Naoyuki Fujita, Hideharu Amano
    • 学会等名
      Workshop on 2014 2nd International Symposium on Computing and Networking (CANDAR)
    • 発表場所
      静岡・静岡コンベンションアーツセンター
    • 年月日
      2014-12-10 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチFPGAシステムにおける演算パイプラインの自動設計の実現に向けた研究2014

    • 著者名/発表者名
      平井裕介, 喜屋武克樹, 新垣誠, 天野英晴, 藤田直行, 長名保範
    • 学会等名
      電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会
    • 発表場所
      別府・別府ビーコンプラザ
    • 年月日
      2014-11-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] A verification method of a partitioned circuit with a high level synthesis tool based on java language2014

    • 著者名/発表者名
      Hironori Nakajo, Kazuya Matsuda, Takefumi Miyoshi, Masashi Takemoto and Satoshi Funada
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Computing and Applications (ACOMP2014)
    • 発表場所
      Ho Chi Minh City, Vietnam
    • 年月日
      2014-11-19 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 回路分割機構を備えた高位合成ツールによる検証回路の生成2014

    • 著者名/発表者名
      松田和也,三好健文,竹本正志,船田悟史,中條拓伯
    • 学会等名
      組込みシステムシンポジウム2014(ESS2014)
    • 発表場所
      東京・国立オリンピック記念青少年総合センター
    • 年月日
      2014-10-22 – 2014-10-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Fortranによる高性能計算のハードウェア化と高位合成ツールFortRock2014

    • 著者名/発表者名
      山下貴大 ,五十嵐雄太,中條拓伯
    • 学会等名
      組込みシステムシンポジウム2014(ESS2014)
    • 発表場所
      東京・国立オリンピック記念青少年総合センター
    • 年月日
      2014-10-22 – 2014-10-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] データベース前処理用HOG変換のFPGA実装2014

    • 著者名/発表者名
      八藤磨生, 宮島敬明, 松谷宏紀, 天野英晴
    • 学会等名
      電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会
    • 発表場所
      仙台・東北大学片平キャンパス
    • 年月日
      2014-06-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Complex命令アクセラレータを有するRISCプロセッサの実装 ~ CISCプロセッサへの回帰 ~2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木涼太,三好健文,中條拓伯
    • 学会等名
      電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会
    • 発表場所
      仙台・東北大学片平キャンパス
    • 年月日
      2014-06-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] FPGAを用いたDalvikアクセラレータの実装と評価2014

    • 著者名/発表者名
      老子裕輝,吉實大輔,太田淳,三輪忍,中條拓伯
    • 学会等名
      情報処理学会組込みシステム研究会
    • 発表場所
      茨城・日立製作所・日立研究所
    • 年月日
      2014-05-19 – 2014-05-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチFPGAシステムにおける演算モジュールの配置手法の検討2014

    • 著者名/発表者名
      平井裕介, 仲里和晃, Mohamed Sofian Abu Talip, Mishra Dipikarani, 天野英晴, 藤田直行, 長名保範
    • 学会等名
      電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市 慶應義塾大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Partially Reconfigurable Flux Calculation Scheme in Advection Term Computation2013

    • 著者名/発表者名
      Mohamad Sofian Abu Talip, Takayuki Akamine, Mao Hatto, Yasunori Osana, Naoyuki Fujita, Hideharu Amano
    • 学会等名
      The 2013 International Conference on Field Programmable Technology
    • 発表場所
      京都リサーチパーク
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] FPGAの部分再構成を用いた移流項演算の実装2013

    • 著者名/発表者名
      Abu Talip Mohaned Sofian, Dipilarani Mishra, 天野英晴, 長名保範, 藤田直行
    • 学会等名
      第27回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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