プログラマブル多次元ディジタル波形信号合成器の開発とその設計自動化に関する研究

• 研究課題/領域番号: 25330071
• 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: 広島市立大学
• 研究代表者: 永山 忍 広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (10405491)
• 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: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 再構成可能デバイス / 多次元ディジタル波形信号合成器 / 多変数数学関数回路 / バーチャルセンサー / 設計自動化 / 高位合成 / 多次元離散データ

研究成果の概要

本研究では，プログラマブル多次元ディジタル波形信号合成器とその設計支援ツールを開発した．当初は，多次元信号合成器を単一の回路構成で直接実現する予定であったが，多次元化による回路規模の増大を抑える術が無く，最終的には，従来手法同様，一次元信号合成器の組合せによる実現を採用せざるを得なかった．しかし，多次元への拡張を前提として，算術変換に基づく新たな一次元信号合成器を設計したことにより，従来よりも容易な多次元合成器の設計が可能になった．開発した手法を自動車のエンジン制御に用いられるバーチャルセンサーの設計に応用した結果，ソフトウェア実装に比べ約55倍の処理性能を持つ信号合成器の自動設計に成功した．

研究成果

• [国際共同研究] Naval Postgraduate School/Southern Methodist University(米国)
• [雑誌論文] An Improved Methodology for System Threat Analysis Using Multiple-Valued Logic and Conditional Probabilities (2015)
  • 著者名/発表者名: Theodore Manikas, Mitchell A. Thornton, Shinobu Nagayama
  • 雑誌名: Proceedings of SDPS International Conference on Transformative Science & Engineering, Business and Social Innovation 巻: 20 ページ: 1-5
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Edge Reduction for EVMDDs to Speed up Analysis of Multi-State Systems (2015)
  • 著者名/発表者名: Shinobu Nagayama, Tsutomu Sasao, Jon T. Butler, Mitchell A. Thornton, Theodore Manikas
  • 雑誌名: Proceedings of IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic 巻: 45 ページ: 170-175
  • DOI: 10.1109/ismvl.2015.22
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] EVMDD-Based Analysis and Diagnosis Methods of Multi-State Systems with Multi-State Components (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinobu Nagayama, Tsutomu Sasao, Jon T. Butler
  • 雑誌名: Journal of Multiple-Valued Logic and Soft Computing 巻: 22 ページ: 59-78
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Simple Hybrid Scaling-Free CORDIC Solution for FPGAs (2014)
  • 著者名/発表者名: Leonid Moroz, Shinobu Nagayama, Taras Mykytiv, Ihor Kirenko, Taras Boretskyy
  • 雑誌名: International Journal of Reconfigurable Computing 巻: 2014 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1155/2014/615472
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Piecewise Arithmetic Expressions of Numeric Functions and Their Application to Design of Numeric Function Generators (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinobu Nagayama, Tsutomu Sasao, Jon T. Butler
  • 雑誌名: Journal of Multiple-Valued Logic and Soft Computing 巻: 23 ページ: 293-313
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] On Optimizations of Edge-Valued MDDs for Fast Analysis of Multi-State Systems (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinobu Nagayama, Tsutomu Sasao, Jon T. Butler, Mitchell A. Thornton, Theodore Manikas
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Information and Systems 巻: E97.D 号: 9 ページ: 2234-2242
  • DOI: 10.1587/transinf.2013LOP0011
  • NAID: 130004685463
  • ISSN: 0916-8532, 1745-1361
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis Methods of Multi-State Systems Partially Having Dependent Components Using Multiple-Valued Decision Diagrams (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinobu Nagayama, Tsutomu Sasao, Jon T. Butler, Mitchell A. Thornton, Theodore Manikas
  • 雑誌名: Proceedings of IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic 巻: 44 ページ: 190-195
  • DOI: 10.1109/ismvl.2014.41
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] System Probability Distribution Modeling Using MDDs (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitchell A. Thornton, Theodore Manikas, Stephan A. Szygenda, Shinobu Nagayama
  • 雑誌名: Proceedings of IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic 巻: 44 ページ: 196-201
  • DOI: 10.1109/ismvl.2014.42
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast Regular Expression Matching Based on Dual Glushkov NFA (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryutaro Kurai, Norihito Yasuda, Hiroki Arimura, Shinobu Nagayama, Shin-ichi Minato
  • 雑誌名: Proceedings of the Prague Stringology Conference 巻: 2014 ページ: 3-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] On Regular Expression Matching Methods for Fast Network Intrusion Detection Systems with High Maintainability (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinobu Nagayama, Shin’ichi Wakabayashi
  • 雑誌名: Proceedings of 11th International Workshop on Boolean Problems 巻: 11 ページ: 171-188
  • 査読あり
• [雑誌論文] Minimization of the Number of Edges in an EVMDD by Variable Grouping for Fast Analysis of Multi-State Systems (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinobu Nagayama, Tsutomu Sasao, Jon T. Butler
  • 雑誌名: Proceedings of IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic 巻: 43 ページ: 284-289
  • DOI: 10.1109/ismvl.2013.37
  • 査読あり
• [学会発表] インデックス生成関数の高速な線形分解法について (2016)
  • 著者名/発表者名: 永山忍
  • 学会等名: 第29回多値論理とその応用研究会
  • 発表場所: 宮城県 仙台市
  • 年月日: 2016-01-09
• [学会発表] 安全で快適なインターネットを影で支えるシステムについて (2015)
  • 著者名/発表者名: 永山忍
  • 学会等名: 明治大学 特別講義
  • 発表場所: 神奈川県 川崎市
  • 年月日: 2015-09-25
  • 招待講演
• [学会発表] 保守性の高い高速なネットワーク侵入検知のための正規表現マッチング手法について (2015)
  • 著者名/発表者名: 永山忍
  • 学会等名: 第57回 機能集積情報システム研究会
  • 発表場所: 広島県 広島市
  • 年月日: 2015-06-26
  • 招待講演
• [学会発表] Edge Reduction for EVMDDs to Speed up Analysis of Multi-State Systems (2015)
  • 著者名/発表者名: Shinobu Nagayama
  • 学会等名: IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic
  • 発表場所: カナダ ウォータールー
  • 年月日: 2015-05-20
  • 国際学会
• [学会発表] Fast and Reliable Network Intrusion Detection System Architectures (2015)
  • 著者名/発表者名: Shinobu Nagayama
  • 学会等名: Special Lecture at Dept. Computer Science & Engineering, Southern Methodist University
  • 発表場所: アメリカ ダラス
  • 年月日: 2015-02-20
  • 招待講演
• [学会発表] EVMDDの新しい簡単化規則による多状態システム解析の高速化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 永山忍
  • 学会等名: 第28回多値論理とその応用研究会
  • 発表場所: 沖縄県那覇市
  • 年月日: 2015-01-10
• [学会発表] 安全で快適なインターネットを影で支えるシステムについて (2014)
  • 著者名/発表者名: 永山忍
  • 学会等名: 明治大学 特別講義
  • 発表場所: 神奈川県川崎市
  • 年月日: 2014-09-26
  • 招待講演
• [学会発表] On Regular Expression Matching Methods for Fast Network Intrusion Detection Systems with High Maintainability (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinobu Nagayama
  • 学会等名: 11th International Workshop on Boolean Problems
  • 発表場所: ドイツ フライベルク
  • 年月日: 2014-09-19
  • 招待講演
• [学会発表] Analysis Methods of Multi-State Systems Partially Having Dependent Components Using Multiple-Valued Decision Diagrams (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinobu Nagayama
  • 学会等名: IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic
  • 発表場所: ドイツ ブレーメン
  • 年月日: 2014-05-19
• [学会発表] 一部の部品間の従属事象を考慮した多状態システムの解析法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 永山忍
  • 学会等名: 第27回多値論理とその応用研究会
  • 発表場所: 鹿児島
• [学会発表] 私の多値論理 – 私が考える多値論理の意義と重要性、そして今後の展望 – (2014)
  • 著者名/発表者名: 永山忍
  • 学会等名: 多値論理研究会 鹿児島ワークショップ
  • 発表場所: 鹿児島
  • 招待講演
• [学会発表] 様々な応用分野での決定グラフを用いた新しい計算手法について (2014)
  • 著者名/発表者名: 永山忍
  • 学会等名: ニューパラダイムコンピューティング研究会（東北大学）
  • 発表場所: 仙台
  • 招待講演
• [学会発表] Minimization of the Number of Edges in an EVMDD by Variable Grouping for Fast Analysis of Multi-State Systems (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinobu Nagayama
  • 学会等名: IEEE International Symposium on Multiple-Valued Logic
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] Efficient Regular Expression Matching Method Using ZBDDs (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinobu Nagayama
  • 学会等名: Reed-Muller Workshop 2013
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] ZDDを用いた正規表現マッチングについて (2013)
  • 著者名/発表者名: 永山忍
  • 学会等名: ERATOセミナー（北海道大学）
  • 発表場所: 札幌
  • 招待講演
• [学会発表] Regular Expression Matching Using ZBDDs (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinobu Nagayama
  • 学会等名: Invited Talk at University of Nis, Serbia
  • 発表場所: Nis, セルビア
  • 招待講演
• [学会発表] 多状態システムの高速な解析のためのEVMDDの新しい最適化について (2013)
  • 著者名/発表者名: 永山忍
  • 学会等名: 第36回多値論理フォーラム
  • 発表場所: 姫路
• [図書] Application of Zero-Suppressed Decision Diagrams (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsutomu Sasao (Chapter 2), Jon T. Butler, Alan Mishchenko (Chapter 1), Shin-ichi Minato (Chapter 3), Shinobu Nagayama (Chapter 4)
  • 総ページ数: 123
  • 出版者: Morgan & Claypool Publishers
• [備考] 広島市立大学 情報科学研究科 情報工学専攻
  • URL: http://rsw.office.hiroshima-cu.ac.jp/Profiles/8/0000731/profile.html
• [備考] 広島市立大学 情報科学研究科 情報工学専攻（永山忍のページ）
  • URL: http://rsw.office.hiroshima-cu.ac.jp/Profiles/8/0000731/profile.html
• [備考] 情報科学研究科 情報工学専攻 永山 忍 - 広島市立大学
  • URL: http://rshpub.office.hiroshima-cu.ac.jp/Profiles/8/0000731/profile.html