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2019 年度 実績報告書

浮動小数点関数計算のハードウェアアシストに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H02795
研究機関京都大学

研究代表者

高木 直史  京都大学, 情報学研究科, 教授 (10171422)

研究分担者 高木 一義  三重大学, 工学研究科, 教授 (70273844)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード計算機システム / 関数計算 / 浮動小数点演算 / FPGA / 逆三角関数
研究実績の概要

1) 主に指数関数系、対数関数系および三角関数系の関数について、前年度までに開発したFPGA実現向きの専用計算回路の構成法をさらに洗練し、評価を進めた。特に、浮動小数点標準IEEE754のbinary64における指数関数expの正確丸め困難ケースについて解析し、仮数を114ビット目まで正確に求めれば、補正テーブルを用いずに正確丸めが行えることを明らかにした。前年度までに提案した計算法では、丸め前の計算結果を114ビット精度で得て丸めを行うこととし、丸めを誤る場合を予めテーブルに記憶しておき、補正を行っていた。補正テーブルが不要となり、FPGAの必要リソース量が削減できる。
2) 逆正弦関数・逆余弦関数計算について、新たに高基数CORDIC法を提案し、binary64におけるasin・acos計算回路をFPGA上に実現した場合の性能を評価した。正弦・余弦計算や逆正接計算に対しては高基数CORDIC法が提案されていたが、逆正弦・逆余弦計算については、基数2のCORDIC法しか知られていなかった。提案した高基数CORDIC法により、逆正弦・逆余弦計算が他の多くの関数と同様に、テーブル参照と短冊形乗算の繰り返しにより行える。
3) メモリと短冊型乗算器を核とする関数計算ユニットの構成法について考察し、計算に必要な定数をいくつかの定数の和で表すことにより、分解した定数を多くの関数計算で共有し、必要なメモリ容量を削減する手法を考案した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Concurrent Error Detectable Carry Select Adder with Easy Testability2019

    • 著者名/発表者名
      Nobutaka Kito, Naofumi Takagi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Computers

      巻: 68 ページ: 1105-1110

    • DOI

      10.1109/TC.2019.2895074

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 逆正弦の高基数CORDICアルゴリズムのFPGA上での実現2020

    • 著者名/発表者名
      松岡裕志、高木直史、高木一義
    • 学会等名
      電子情報通信学会VLSI設計技術研究会(2020-01)
  • [学会発表] IEEE754 binary64における指数関数の丸め困難ケースについて2020

    • 著者名/発表者名
      高木直史、高木一義
    • 学会等名
      2020年電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] 逆正弦・逆余弦計算の高基数CORDICアルゴリズム2019

    • 著者名/発表者名
      松岡裕志、高木直史
    • 学会等名
      電子情報通信学会VLSI設計技術研究会(2019-11)

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公開日: 2021-01-27  

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