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2018 年度 実績報告書

超大規模集積回路の高速検証を可能にする論理エミュレータの研究・開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K00077
研究機関熊本大学

研究代表者

久我 守弘  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (80243989)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードFPGA / 論理エミュレータ / 回路分割 / 高速シリアル通信
研究実績の概要

集積回路の検証を行う際に用いるFPGA-based論理エミュレータは広く用いられているものの,実装上の問題から動作速度が遅く,また複数FPGAへの分割実装も容易でない.そこで,エミュレータの高速化および利便性の向上を目的として,高速シリアル通信を用いる新しいFPGA-based論理エミュレータの研究・開発を行う.提案エミュレータは配線の仮想化により複数FPGA間の物理的端子数の制約から解放され高速化を図ることが可能になると共に,実装の際の回路分割についても容易になる特徴がある.
本年度は,高速シリアル通信部がQSFPに対応しておりFPGAの高速シリアル通信性能を引き出すことができるAlpha Data社製ADM-PCIE-KU3ボードを購入し,本ボードによる論理エミュレータの実装について検討を行った.また,高速シリアル通信を利用した複数FPGAへの分割実装に関し,ビッグデータを取り扱う際に必要となる高速なデータフィルタリングへの応用についても検討を行った.提案アーキテクチャでは,与えられた条件を満たすデータを抽出するための比較演算器を複数従属に接続し,ストリーミングによるパイプライン処理で高速を行う.ストリーミングによる処理は複数のFPGAを高速シリアル通信により接続した複数FPGAへの実装に対して親和性が高い.比較演算器などの再設計に伴う長時間のFPGAへの配置・配線処理を避けるために,設計においては簡素な比較演算器に限定する一方で,プログラマブルな検索条件を設定できる構成にすることで,検索条件の変更に伴うFPGA回路の再設計・再配置・再配線をせずに済むよう考慮した.評価の結果,データサイズが1,000MB の場合,プロセッサによるソフトウェア処理と比較して提案手法では43.14~59.02倍のスループット向上を得ることが確認できた.本成果は学会において発表を行った.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] ストリーミングによるデータベースフィルタ処理の一検討2018

    • 著者名/発表者名
      中川裕貴,久我守弘,尼崎太樹,飯田全広,末吉敏則
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 118-215 ページ: 31-36

  • [学会発表] ストリーミングによるデータベースフィルタ処理の一検討2018

    • 著者名/発表者名
      中川裕貴,久我守弘,尼崎太樹,飯田全広,末吉敏則
    • 学会等名
      電子情報通信学リコンフィギャラブルシステム研究会

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公開日: 2019-12-27  

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