| 研究課題/領域番号 |
15K06032
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
藤本 邦昭 東海大学, 基盤工学部, 教授 (60229044)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 連想メモリ / 集積回路 / ハミング距離 / マンハッタン距離 / ニューロンＣＭＯＳ / クロックドＣＭＯＳ / ＣＡＭ / 一致検索 |
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| 研究実績の概要 |
連想メモリは、入力データと記憶した参照パターンを比較し、一致または類似する参照パターンを検索し出力するメモリであり、画像認識、音声認識など様々な領域での応用が期待されている。その記憶方式はアドレスを使用せず人間の記憶方式に類似している。そこで、我々は神経細胞に似た特性を持つニューロンＣＭＯＳインバータを用いれば、簡単な構成の連想メモリが実現できるのではないかと考えて本研究に着手し、2016年度において以下の研究成果を得ることができた。
（１）マンハッタン距離を類似度の指標とした連想メモリにおいて、ある一定範囲内の類似度のデータが検索可能な連想メモリを提案し、その動作を電子回路シミュレータＨＳＰＩＣＥにより確認した。
（２）28nmＣＭＯＳプロセスにより最小ハミング距離検索連想メモリの試作を行った。
（３）ニューロンＣＭＯＳインバータは優れた機能を持った電子素子であるが、一般のＣＭＯＳインバータに比べて消費電力が大きい、そこで、ニューロンＣＭＯＳインバータの電源およびグランド部分にクロックを印可したｐチャネルＭＯＳＦＥＴおよびｎチャネルＭＯＳＦＥＴを配置したクロックドニューロンＣＭＯＳインバータを考案し、これによりニューロンＣＭＯＳインバータの消費電力を大幅に削減できることを明らかにした。
（４）電子回路において、配線は信号を伝達するためだけに使用され、配線間の容量は性能を劣化させるため、なるべく小さくなるよう設計してきた。しかし、配線間容量を積極的に使用することでニューロンＣＭＯＳインバータを構成できることを見出した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
熊本地震の対応に追われ研究時間を確保できなかった。また、地震の影響で実験装置が破損し、研究を再開するのに時間を要した。
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| 今後の研究の推進方策 |
クロックドニューロンＣＭＯＳインバータを用いた連想メモリとニューロンＣＭＯＳインバータを用いた連想メモリの性能をシミュレーションおよび実チップを用いた実験により比較したい。また、配線間容量を利用して構成したニューロンＣＭＯＳインバータを用いた連想メモリの集積化を行い、実チップを用いた実験により性能を評価したい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
熊本地震の対応に追われ研究時間を確保できなかったため、予定していた集積回路の試作を行うことができなかった。また、予定していた海外出張もも熊本地震のために行くことができず次年度使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
集積回路の熱解析を行う必要が生じたため近赤外線カメラの購入に50万円、集積回路の試作に30万円、電子部品購入費用に10万円、国際会議のための外国旅費に30万円、資料収集のための国内旅費に10万円（5万円×2回）、人件費に30万円の使用を予定している。
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