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2023 年度 実績報告書

非同期式回路による省エネルギーなエッジAIデバイスの実現

研究課題

研究課題/領域番号 21K11812
研究機関会津大学

研究代表者

齋藤 寛  会津大学, コンピュータ理工学部, 教授 (50361671)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード非同期式回路 / FPGA / 畳み込みニューラルネットワーク
研究実績の概要

最終年度となる令和5年度は、非同期式回路による省エネルギーなエッジAIデバイスの実現のために、2つの研究を行った。1つは、プロセッサと非同期式Binarized Neural Network (BNN)回路の通信であり、もう1つは、ランダムフォレスト(RF)による近似BNN回路の設計である。前者に関しては、令和4年度に提案したインターフェース回路に対して2つの拡張を行った。1つは、バースト転送の実現であり、もう1つは、標準的なバスアーキテクチャ(ここではAXIバスアーキテクチャ)への準拠である。これらの拡張にて、通信にかかる時間の短縮や、AXIを使用するシステムにおける非同期式回路の使用が可能となる。共に、Field Programmable Gate Array (FPGA)を対象に回路合成を行い、回路面積、実行時間、動的消費電力、および消費エネルギーの評価を行った。後者は、BNN回路の最適化である。省エネルギーなエッジAIデバイスを実現するにあたり、できる限りBNN回路の電力を抑える必要がある。そのため、RFにてBNNモデルを軽量化し、FPGAを対象に回路合成を行い、回路面積、実行時間、動的消費エネルギーを評価した。
期間全体の成果として、非同期式RISC-Vプロセッサ、非同期式BNN回路、インターフェース回路の設計と評価が挙げられる。また、同期式回路と比較することで、消費エネルギーにおける非同期式回路の優位性を確認した。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2024 2023

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] A Study on an Interface Circuit for Burst Transfers from Synchronous to Asynchronous Circuits Considering Cycle Times2024

    • 著者名/発表者名
      Shogo Semba and Hiroshi Saito
    • 学会等名
      The 25th Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information technologies
    • 国際学会
  • [学会発表] Autonomous Driving Robot Using FPGA and BNN with Random Forest2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Suzuki, Shogo Semba, Yoichi Tomioka, and Hiroshi Saito
    • 学会等名
      The 16th IEEE International Symposium on Embedded Multicore/Many-core Systems-on-Chip (MCSoC-2023)
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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