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2010 年度 実績報告書

高速動作可能なプログラマブル・ロジック・コントローラの構成法と実現

研究課題

研究課題/領域番号 20500056
研究機関明治大学

研究代表者

井口 幸洋  明治大学, 理工学部, 教授 (60201307)

キーワードPLC / FPGA / 多値論理 / CUDA / Residue number system / reconfiurable system
研究概要

「産業用シーケンス制御を行うPLC(Programmable Logic Controller)」の高速化と高信頼化の二つを目的として当該研究を進めてきた.最終年度にあたっては,実現方法としてFPGA (Field Programmable Gate Array)を使用して,当初の目的である従来機(組み込み用マイクロプロセッサを用いたPLC)の100倍の高速化を達成できた(査読付き国際会議で1件採録).しかしながら,商用機であるPLCに対しては30倍の高速化は達成できたもののそれ以上の高速化を実現できずに苦労した.そこで,GPGPUの多数のマイクロプロセッサを用いた実現なども試し,高速化の可能性を試しつつ,可能性が見えた状態となった(このときの成果は査読付き国際会議に1件採録).一方,本来のFPGA実現でさらに高速化を達成すべく,まったく新しい方法について見当を行った.
この方式について,2011年2月~3月に精力的に検討を行った結果,従来の高速化を大幅に上回る商用機の100倍の高速化を達成できることが試作で確かめられた.本方式については,特許にもつながる重要な研究に発展する可能性があるので慎重にその性能を試し,開発ツールも現在整備を行い,11月の国際会議の投稿締め切り(ISMVL 2012に投稿予定)にあわせ準備を進めている.従来方式では高速化がメモリ量の多大な増大を招いていたことをNPN同値類を応用し,メモリ消費を抑えつつ高速化を達成できるというブレイクスルーを発見したことであった.
一方,高信頼化については,冗長剰余数系を用いることで実現可能なことを目指し,そのハードウェア化の方式について2件の査読付き国際会議論文集に採録されている.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] A realization method of forward converters from multiple-precision binary numbers to residue numbers with arbitrary mutable modulus2011

    • 著者名/発表者名
      K.Shirakawa, T.Uemura, Y.Iguchi
    • 雑誌名

      Proc.of IEEE 41st Int'l Symposium on Multiple-Valued Logic, ISMVL 2011

      巻: 1 ページ: 6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of nonlinear filter bank system for real-time beautification of facial video using GPGPU2010

    • 著者名/発表者名
      A.Yoda, Y.Iguchi, K.Arakawa
    • 雑誌名

      Proc.of 10th Int'l Symposium on Communications and Information Technologies

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A realization method of forward converters from multiple-precision binary numbers to residue numbers with arbitrary modulus2010

    • 著者名/発表者名
      K.Shirakawa, T.Uemura, Y.Iguchi
    • 雑誌名

      Notes of SEAA2010/DSD2010 Work in Progress Session

      巻: 1 ページ: 1-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A realization method of fast programmable logic controllers2010

    • 著者名/発表者名
      K.Takahashi, Y.Matsuda, Y.Iguchi
    • 雑誌名

      Notes of SEAA2010/DSD2010 Work in Progress Session

      巻: 1 ページ: 3-4

    • 査読あり
  • [学会発表] エステティック・フィルタのFPGAを用いた実現法2011

    • 著者名/発表者名
      加藤雄大, 西川博貴, 井口幸洋, 荒川薫
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会 情報・システムソサイエティ企画ポスターセッション
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 年月日
      2011-03-15
  • [学会発表] PSoCを用いた一人暮らし高齢者見守りシステムの構築2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木潤, 茅原健悟, 西山翼, 井口幸洋
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会 情報・システムソサイエティ企画ポスターセッション
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 年月日
      2011-03-15
  • [学会発表] フィルタ処理を目的としたCUDA用コンパイラについて2011

    • 著者名/発表者名
      井口幸洋, 依田融
    • 学会等名
      2011年Design and Test Colloquium(DTC'11)
    • 発表場所
      マホロバ・マインズ三浦
    • 年月日
      2011-02-26
  • [学会発表] GPU上のフィルタバンク再構成のためのJITコンパイラシステム2011

    • 著者名/発表者名
      依田融, 井口幸洋
    • 学会等名
      ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウムHPCS2011,情報処理学会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所
    • 年月日
      2011-01-18
  • [学会発表] 任意の基底を持つ剰余数から多倍長2進数へのリバース・コンバータの構成法2011

    • 著者名/発表者名
      白川宏樹, 植村貴士, 井口幸洋
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会 第24回多値論理とその応用研究会講演プログラム
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2011-01-08
  • [学会発表] 多倍長2進数から任意の基底を持つ剰余数への基底変換回路の構成法2010

    • 著者名/発表者名
      白川宏樹, 植村貴士, 井口幸洋
    • 学会等名
      第33回多値論理フォーラム
    • 発表場所
      広島市まちづくり市民交流プラザ
    • 年月日
      2010-09-18

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公開日: 2012-07-19  

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