再構成可能論理回路の計算困難問題への応用に関する研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13680410
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 市川 周一 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (70262855)
• キーワード: FPGA / 部分グラフ同型判定 / データ依存回路 / 計算困難問題 / 動的再構成 / グラフアルゴリズム / 専用回路

研究概要

多くの計算困難問題は実用上も重要な意味を持つが,大規模な問題を解くことが難しい.本研究の目的は,計算困難問題を高速に解く専用回路を検討することである.本研究では,NP完全問題の一つである「部分グラフ同型判定問題(SIP)」を例として取り上げる.まずSIPの専用回路化に関して,2つのアルゴリズム(UllmannとKonishi)の実装方法(各種)を定量的に比較検討した.その結果,いずれの専用回路もそのままでは回路規模が大きく実装に難があることが確認された.一般に入力データを固定すれば専用回路の規模は縮小するが,得られる回路は入力に依存するため再利用が不可能となる.このような回路(データ依存回路)の実装には再構成可能論理回路が必須であり,再構成可能論理の有望な応用であると期待される.そこでUllmannのアルゴリズムとKonishiのアルゴリズムに関してデータ依存回路を評価した結果,回路規模が縮小すると同時に,回路生成時間を含めても実行時間が短縮可能であることが示された.この傾向は,ランダムグラフ,連結グラフのいずれのデータセットでも同じであった.これらの結果は国際会議と論文誌に採録された(論文リスト参照).
部分グラフ同型判定は一種のパターンマッチ問題であるが,これに関連してプログラムへの電子透かし埋め込みに関する研究を行った.プログラムは基本ブロックによって構成される一種の有向グラフとしてモデル化可能である.この構造に電子透かしを埋め込むDavidsonの手法に関して定量的評価を行い,レターとして論文誌に採録された.

研究成果

• [文献書誌] Kazuhiro Hattanda, Shuichi Ichikawa: "The Evaluation of Davidson's Digital Signature Scheme"IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences. Vol.E87-A, No.1. 224-225 (2004)
• [文献書誌] Shuichi Ichikawa, Hidemitsu Saito, L.Udorn, Kouji Konishi: "Trade-Offs in Custom Circuit Designs for Subgraph Isomorphism Problems"IEICE Transactions on Information and Systems. Vol.E86-D, No.7. 1250-1257 (2003)
• [文献書誌] Shuichi Ichikawa, Shoji Yamamoto: "Data Dependent Circuit for Subgraph Isomorphism Problem"IEICE Transactions on Information and Systems. Vol.E86-D, No.5. 796-802 (2003)
• [文献書誌] Yoshinori Kishimoto, Shuichi Ichikawa: "An Execution-Time Estimation Model for Heterogeneous Clusters"13th Heterogeneous Computing Workshop (HCW 2004), in 18th Int'l Parallel and Distributed Processing Symposium (IPDPS'04). (採録済). (2004)
• [文献書誌] Shoji Yamamoto, Shuichi Ichikawa, Hiroshi Yamamoto: "Data Dependent Circuit Design : A Case Study"Proc.13th Int'l Conf.on Field Programmable Logic and Applications (FPL 2003). LNCS2778. 1024-1027 (2003)
• [文献書誌] 岸本芳典, 市川周一: "不均一クラスタ上での実行時間予測モデルとその評価"SACSIS2003論文集. 167-168 (2003)
• [文献書誌] 山本昌治, 市川周一, 山本浩司: "部分グラフ同型判定のためのデータ依存回路の実装と評価"SACSIS2003論文集. 181-182 (2003)
• [文献書誌] 高橋翔, 市川周一: "走査透過電子顕微鏡の実時間収差補正システムの性能予測"情報処理学会研究報告. 2004-HPC-97. 163-168 (2004)
• [文献書誌] 岸本芳典, 市川周一: "不均一クラスタ上での実行時間予測モデルとその改良"情報処理学会研究報告. 2004-HPC-97. 73-78 (2004)
• [文献書誌] 市川周一: "グラフ構造上での電子透かし埋め込みおよび情報隠蔽に関する研究(継続)"電気通信普及財団研究調査報告書. No.18. 471-477 (2003)
• [文献書誌] 市川周一: "再構成可能論理回路のプログラマブル・ロジック・コントローラへの応用に関する研究"豊橋技術科学大学未来技術流動研究センター年報2002. 142-146 (2003)
• [文献書誌] 山本昌治, 市川周一, 山本浩司: "部分グラフ同型判定のためのデータ依存回路の実装と評価"第1回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論文集. 65-72 (2003)
• [文献書誌] 岸本芳典, 市川周一: "不均一クラスタ上での実行時間予測モデルとその評価"情報処理学会研究報告. 2003-HPC-95. 161-166 (2003)
• [文献書誌] Shuichi Ichikawa: "Application of Reconfigurable Logic Technology to Intelligent Human Sensing"Proc.Intelligent Human Sensing Symposium (IHSS 2004). 107-110 (2004)