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2015 年度 実績報告書

誤動作する確率のある次世代素子を積極的に活用するハードウェア設計理論

研究課題

研究課題/領域番号 15H02679
研究機関立命館大学

研究代表者

山下 茂  立命館大学, 情報理工学部, 教授 (30362833)

研究分担者 原 祐子  東京工業大学, 大学院理工学研究科(工学系), 准教授 (20640999)
冨山 宏之  立命館大学, 理工学部, 教授 (80362292)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
キーワード信頼性の低い素子 / 確率的な動作をする回路 / Approximate Computing / Stochastic Computing
研究実績の概要

信頼性の低い素子で回路を設計する技術の確立のために,Approximate ComputingとStochastic Computingに関して研究を行った.
前者に関しては,乗算を近似的に計算するハードウェアの新たな方式を提案し,具体的な画像処理のアプリケーションでその有用性を確認した.また,配列型乗算器の演算誤差と回路規模のトレードオフを全自動で調べることができる枠組みを実現した.
後者に関しては,Stochastic Computingにおいて所望の確率で1となる乱数を効率的に生成する手法を新たに考案した.考案した手法では,入力して与えなければならない初期の乱数の数を理論的に最小な数とすることができるため,従来手法よりも乱数生成の回路の規模が小さくなることがわかった.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

今年度は,初年度であるため本研究課題の基礎的な知見となるApproximate ComputingとStochastic Computingに関して,新たな知見を得られる研究成果が得られたため.

今後の研究の推進方策

昨年度までに得られたApproximate ComputingおよびStochastic Computingに関しての知見をもとに,確率的に動作する回路の論理的な動作のモデル化および回路の具体的な使用方法に関しての研究を進める.また,確率的に動作するアプリケーションの例として具体的な例としてバイオチップに関してその新たな使用方法の考案を目指す.また,Approximate ComputingおよびStochastic Computingに関しても,引き続き研究を進めて新たな知見を得ることを目指す.

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] University of Toronto(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      University of Toronto
  • [国際共同研究] National Tsing Hua University(台湾)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      National Tsing Hua University
  • [雑誌論文] Effect of LFSR Seeding, Scrambling and Feedback Polynomial on Stochastic Computing Accuracyffect of LFSR Seeding, Scrambling and Feedback Polynomial on Stochastic Computing Accuracy2016

    • 著者名/発表者名
      Jason H. Anderson, Yuko Hara-Azumi, Shigeru Yamashita
    • 雑誌名

      Design, Automation & Test in Europe (DATE)

      巻: 2016 ページ: 1550-1555

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Stochastic Number Generation with Few Inputs2016

    • 著者名/発表者名
      Ritsuko Muguruma and Shigeru Yamashita
    • 雑誌名

      29th International Conference on VLSI Design

      巻: 2016 ページ: 128-133

    • DOI

      10.1109/VLSID.2016.83

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Optimal Pin-Count Design With Logic Optimization for Digital Microfluidic Biochips2015

    • 著者名/発表者名
      Trung Anh Dinh, Shigeru Yamashita, Tsung-Yi Ho
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and System

      巻: vol.34, no.4 ページ: 629-641

    • DOI

      10.1109/TCAD.2015.2394502

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 配列型近似乗算器の設計と解析2016

    • 著者名/発表者名
      山元貴普, 谷口一徹, 冨山宏之, 山下茂, 原祐子
    • 学会等名
      回路とシステムワークショップ
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県・北九州市)
    • 年月日
      2016-05-13
  • [学会発表] Fast and Simple Netlist-level Fault-Injection Framework on FPGA2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Zenba, Tanvir Ahmed,Yuko Hara-Azumi
    • 学会等名
      IEEE Symposium on Low-Power and High-Speed Chips, COOL Chips XIX
    • 発表場所
      横浜情報文化センター(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-04-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Partially-Programmable Circuit を 用いた遅延故障の回避手法2016

    • 著者名/発表者名
      春日井 貴通,山下 茂,原 祐子
    • 学会等名
      ETNET2016
    • 発表場所
      福江文化会館(長崎県・五島市)
    • 年月日
      2016-03-25
  • [学会発表] RQFPゲートを用いた超低消費電力AQFP論理回路の設計手法2016

    • 著者名/発表者名
      松本 涼平,山下 茂,竹内 尚輝
    • 学会等名
      ETNET2016
    • 発表場所
      福江文化会館(長崎県・五島市)
    • 年月日
      2016-03-25
  • [学会発表] Approximate Computing を用いた乗算器の実装および検証2016

    • 著者名/発表者名
      後藤 敏宏,山下 茂
    • 学会等名
      ETNET2016
    • 発表場所
      福江文化会館(長崎県・五島市)
    • 年月日
      2016-03-25
  • [学会発表] Pin-Count Reduction Techniques for Logic Integrated Digital Microfluidic Biochips2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Yamashita
    • 学会等名
      29th International Conference on VLSI Design
    • 発表場所
      Kolkata (India)
    • 年月日
      2016-01-05
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stochastic Computingに用いる定数を近似する回路の合成手法2015

    • 著者名/発表者名
      壷阪 幸輝、山下 茂
    • 学会等名
      2015 年度情報処理学会関西支部 支部大会
    • 発表場所
      大阪大学中之島センター(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2015-09-28
  • [学会発表] Instruction-Set Extension of Embedded Microprocessor for Timing Speculation2015

    • 著者名/発表者名
      Yuko Hara-Azumi, Tanvir Ahmed, Takuya Azumi, Nikil D. Dutt
    • 学会等名
      International Conference on Integrated Circuits, Design, and Verification (ICDV)
    • 発表場所
      Ho Chi Minh City (Vietnam)
    • 年月日
      2015-08-11
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Timing Speculation-Aware Instruction Set Extension for Resource-Constrained Embedded Systems2015

    • 著者名/発表者名
      Tanvir Ahmed, Yuko Hara-Azumi
    • 学会等名
      Application-specific Systems, Architectures and Processors (ASAP)
    • 発表場所
      Toronto (Canada)
    • 年月日
      2015-07-27
    • 国際学会
  • [学会発表] Revisiting Function Inlining in FPGA High-Level Synthesi2015

    • 著者名/発表者名
      Yohei Onishi, Ittetsu Taniguchi, Hiroyuki Tomiyama
    • 学会等名
      International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC)
    • 発表場所
      Seoul (Korea)
    • 年月日
      2015-06-30
    • 国際学会
  • [学会発表] Partially-Programmable Circuit: New Flexible Method for Fault-Tolerance Improvement and Its Application2015

    • 著者名/発表者名
      Yuko Hara-Azumi
    • 学会等名
      Electronic System Level Synthesis Conference (ESLsyn)
    • 発表場所
      San Fransisco (USA)
    • 年月日
      2015-06-10
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-08-25  

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