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2011 年度 実績報告書

FPGA向け動作合成技術

研究課題

研究課題/領域番号 22700050
研究機関立命館大学

研究代表者

冨山 宏之  立命館大学, 理工学部, 教授 (80362292)

キーワード動作合成 / 設計自動化 / FPGA / システムオンチップ
研究概要

書換え可能な半導体デバイスであるFPGAを対象として、C言語により書かれた逐次プログラムからレジスタ転送レベルの回路を自動生成する動作合成技術について研究した。FPGAはマルチプレクサの遅延が相対的に大きいため、高性能な回路を合成するためには、クリティカルパス中に挿入されるマルチプレクサの段数を減らすことが重要である。そこで、クリティカルパス上のマルチプレクサの段数を抑制する動作合成手法を開発した。本手法は、レジスタと演算器のアロケーションとバインディングを同時に行う。本手法は整数線形計画法に基づいており、クリティカルパス長の制約下で、データパスの面積を最小化する。しかし、回路規模が大きくなると、整数線形計画法により厳密解を求めるのは現実的でない。そこで、高速に解を求める発見的アルゴリズムも開発し、プログラムとして実装した。従来手法と比較して10%程度の高速化を達成した。本研究の成果は、LSI設計自動化の分野で最も権威ある国際会議の一つであるASP-DACで発表した。
最近のFPGAが有する部分的動的再構成機能を効率よく活用する設計技術も開発した。リアルタイムシステムにおいては、高い優先度の処理が到着した場合、現在実行中の処理を中断し、到着した高優先度の処理を実行する「プリエンプション」を行う必要がある。FPGA上でプリエンプションを高速に行うハードウェア機構、その設計手法、および、ソフトウェア技術を開発した。本成果については、国際会議で2件の発表を行った他、本分野で最も権威ある論文誌の一つであるIEEE ESLへの採録が決定している。
更に、最近開発されたPPC(Partially Programable Circuit)と呼ばれる回路を対象とし、製造歩留まりを改善する動作合成技術を開発した。本研究についても国際会議で発表した。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] A Novel Framework for Effective Preemptive Hardware Multitasking on FPGAs2011

    • 著者名/発表者名
      Krzysztof Jozwik
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information Systems

      巻: E95-D ページ: 345-353

    • DOI

      10.1587/transinf.E95.D.345

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of Preemption Schemes for Partially Reconfigurable FPGAs

    • 著者名/発表者名
      Krzysztof Jozwik
    • 雑誌名

      IEEE Embedded Systems Letters

      巻: (印刷中)(未定)

    • 査読あり
  • [学会発表] High-Level Synthesis Using Partially-Programmable Resources for Yield Improvement2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Hara-Azumi
    • 学会等名
      Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Information Technologies
    • 発表場所
      別府国際コンベンションセンター(大分県)
    • 年月日
      2012-03-09
  • [学会発表] Clock-Constrained Simultaneous Allocation and Binding for Multiplexer Optimization in High-Level Synthesis2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Hara-Azumi
    • 学会等名
      Asia and South Pacific Design Automation Conference
    • 発表場所
      シドニー(オーストラリア)
    • 年月日
      2012-02-01
  • [学会発表] Rainbow : An OS Extension for Hardware Multitasking on Dynamically Partially Reconfigurable FPGAs2011

    • 著者名/発表者名
      K. Jozwik
    • 学会等名
      International Conference on ReConFigurable Computing and FPGAs
    • 発表場所
      カンクーン(メキシコ)
    • 年月日
      2011-11-30
  • [学会発表] Hardware Multitasking in Dynamically Partially Reconfigurable FPGA-based Embedded Systems2011

    • 著者名/発表者名
      Krzysztof Jozwik
    • 学会等名
      International SoC Design Conference
    • 発表場所
      済州島(韓国)(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-18
  • [学会発表] Preemptive Hardware Multitasking on Dynamically Partially Reconfigurable FPGAs : Hardware and Reconfiguration Layers2011

    • 著者名/発表者名
      Krzysztof Jozwik
    • 学会等名
      電子情報通信学会RECONF研究会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2011-09-26
  • [備考]

    • URL

      http://research-db.ritsumei.ac.jp/Profiles/81/0008041/profile.html

  • [備考]

    • URL

      http://www-ja.tomiyama-lab.org/publications

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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