瞬時応答性を有する知能集積システム用VLSIプロセッサのハイレベルシンセシス

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09450162
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 亀山 充隆 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (70124568)
• 研究分担者: 張山 昌論 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (10292260) ; 羽生 貴弘 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (40192702)
• キーワード: リアルワールド応用知能集積システム / ハイレベルシンセシス / スケジューリング / アロケーション / ロジックインメモリアーキテクチャ / 空間並列構造 / 相互結合回路網

研究概要

リアルワールド知能集積システム応用の典型例として、ステレオビジョンVLSIプロセッサ、衝突チェックVLSIプロセッサ、軌道計画VLSIプロセッサなどの応用を取り上げ、それらのVLSI向きアルゴリズムを検討した。次いで、そのアルゴリズムを処理するVLSIプロセッサ演算部の最適設計方法を考察した。知能集積システム用VLSIプロセッサの高性能化を達成するため、時間制約下でのチップ面積最小化を実現する並列構造プロセッサ、メモリ部と演算部の転送ボトルネックを解決するロジックインメモリ構造のハイレベルシンセシス方法を提案することができた。以下にその成果を列挙する。
(1)ディープサブミクロンVLSIプロセッサの高性能化のためには、配線遅延の影響を受けない、メモリからの並列データ転送を高速に行えるアーキテクチャの構築が望まれている。この間題に対し、並列化メモリモジュールと演算器間のデータ転送の効率化と高速化を目的とした、最適アロケーション手法を考案し、ステレオビジョンVLSIプロセッサへ適用し、その有用性を実証した。
(2)衝突チェックVLSIプロセッサとして、階層的に座標変換と照合演算を繰り返すVLSI向きアルゴリズムを考案し、読出し専用CAMとビットシリアルパイプラインアーキテクチャに基づくVLSIプロセッサの設計・試作を行った。
(3)ロボットが自律的に作業を遂行するための軌道計画として、作業空間においてロボットが障害物から離れた空間を移動するようなコンフィグレーションを優先的に探索することにより、確率的に高速化を行うVLSI向きアルゴリズムを考案した。演算器を冗長に用いたアロケーションにより、相互結合回路網が最小化される方法を見出し、ロジックインメモリ構造のVLSIを構成できることを明らかにした。
以上の具体的考察から、一般化されたVLSIプロセッサのハイレベルシンセシス方法を導出する基盤を形成することができた。

研究成果

• [文献書誌] Masanori Hariyama,Kazuhiro Sasaki,Michitaka Kameyama: "Collision Detection VLSI Processor for Intelligent Vehicles Using a Hierarchically-Content-Addressable Memory"IEICE Trans. Electron. Vol.E82-C No.9. 1722-1729 (1999)
• [文献書誌] Masanori Hariyma,Michitaka Kameyama: "Collision Detection VLSI Processor for Highly-Safe Intelligent Vehicles Using a Multiport Content-Addressable Memory"Interdisciplinary Information Sciences. Vol.5 No.2. 109-115 (1999)
• [文献書誌] Michitaka Kameyama,Takahiro Hanyu and Masanori Hariyama: "Innovation of lntelligent Integrated System Architecture"International Symposium on Future of lntellcetual lntegrated Electronics. 231-247 (1999)
• [文献書誌] 堀井崇史,羽生貴弘,亀山充隆: "処理要素間配線数の最小化に着目したロジックインメモリVLSIシステムの高位合成"電子情報通信学会総合大会(春季). A-3-5. (1999)
• [文献書誌] 張山昌論,亀山充隆: "チップ内通信用データ圧縮VLSIアーキテクチャ"電子情報通信学会総合大会(春季). C-12-23. (1999)
• [文献書誌] 澤田昌之,張山昌論,亀山充隆: "高安全自動車用並列軌道計画VLSIプロセッサアーキテクチャ"電子情報通信学会総合大会(春季). C-12-36. (1999)
• [文献書誌] 亀山充隆,張山昌論: "知能集積システム用VLSIプロセッサの展望"計測自動制御学会学術講演会. 204A-1. (1999)
• [文献書誌] 工藤隆男,羽生貴弘,亀山充隆: "データ供給優先型ロジックインメモリアーキテクチャに基づく道路抽出VLSIプロセッサ知能集積システム用VLSIプロセッサ"計測自動制御学会学術講演会. 204A-7. (1999)
• [文献書誌] 張山昌論,中山啓満,亀山充隆: "ウィンドサイズ可変対応点探索アルゴリズムに基づくステレオビジョンVLSIプロセッサ"計測自動制御学会学術講演会. 204A-8. (1999)
• [文献書誌] 佐々木明夫,張山昌論,亀山充隆: "運動物体軌道予測に基づく捕球ロボットシステムの構成"電気関係学会東北支部連合大会. 2H18. (1999)
• [文献書誌] 鈴木崇志,張山昌論,亀山充隆: "チップ内高速通信用データ圧縮VLSIアーキテクチャ"電気関係学会東北支部連合大会. 2H16. (1999)
• [文献書誌] 山下兼司,羽生貴弘,亀山充隆: "フーリエ変換を用いた雑草認識に基づく除草ロボットシステム"電気関係学会東北支部連合大会. 2H17. (1999)
• [文献書誌] 堀井嵩史,羽生貴弘,亀山充隆: "モジュール間転送時間を考慮したロジックインメモリVLSIシステムのハイレベルシンセシス"情報処理学会秋季全国大会. 1H-02. (1999)
• [文献書誌] 張山昌論,李 昇桓,亀山充隆: "高性能ステレオビジョンVLSIプロセッサのアーキテクチャ"日本ロボット学会学術講演会. 1B11. (1999)
• [文献書誌] 風間英樹,張山昌論,亀山充隆: "運動物体軌道予測用VLSIプロセッサの構成とその性能評価"計測自動制御学会東北支部35周年記念学術講演会. C10. (1999)
• [文献書誌] 山口文武,張山昌論,亀山充隆,太田和則: "読出し専用連想メモリを用いた衝突チェックVLSIプロセッサの試作と評価"自動制御学会東北支部35周年記念学術講演会. C11. (1999)