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2012 年度 実績報告書

低消費電力を指向した動的なハードウェア再構成フレームワークの確立

研究課題

研究課題/領域番号 22700056
研究機関長崎大学

研究代表者

柴田 裕一郎  長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10336183)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード動的再構成 / FPGA / リコンフィギャラブルコンピューティング
研究概要

1 動的かつ部分的なハードウェア再構成メカニズムを備えた形状的特徴による動画像からの物体検出処理に応用したFPGAシステムを実装し,動的なハードウェア再構成の粒度と電力消費に与える影響について実測に基づく評価を行った.異なる大きさの形状的特徴をとらえるためには,一般に大きさの異なる複数の特徴検出フィルタを並列に動作させることが多いが,このうち実際に検出処理を行うものは1つであるため,フィルタを単位とした再構成が効果的であり,動的再構成をサポートするために必要となる面積オーバヘッドはフィルタあたりLUT数で約20%程度であることを示した.次に複数のフィルタを並列動作させる通常の構成と,ハードウェアの動的再構成を行うシステムを比較し,動的再構成の導入によりLUTやレジスタ,DSPブロックなどの資源使用量を51%から68%削減できることを示した.また,カメラデバイスなどを含むトータルの電力消費を測定し,提案する動的再構成メカニズムの導入により6.7%の電力削減が可能であることを明かにし,動画像処理との親和性が高いことを示した.
2 一般的なFPGAの動的再構成メカニズムでは,あらかじめ構成される可能性のあるすべてのハードウェア構成について,EDAツールにより構成情報を生成しておく必要があったが,LUT単位で直接FPGA上に構成された回路が自律的に書き換え可能な細粒度動的再構成メカニズムを提案し実装した.書き換えるLUT情報の生成から再構成までを2マイクロ秒から5マイクロ秒程度で可能であることを実測により確認した.一方,動的再構成の際に追加で必要となる電力もほとんどなく,制御部のハードウェア量もチップ全体の資源量の4%から6%程度しか消費しないことを明かにした.
3 これらの成果について,国際会議FPL,電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会等で発表した.

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Deep-pipelined FPGA implementation of ellipse estimation for eye tracking2012

    • 著者名/発表者名
      K. Dohi, Y. Hatanaka, K. Negi, Y. Shibata, K. Oguri
    • 雑誌名

      Proc. International Conference on Field Programmable Logic and Applications

      巻: - ページ: 458-463

    • DOI

      10.1109/FPL.2012.6339144

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 動画像からのリアルタイム瞳検出手法のFPGAによる実装2012

    • 著者名/発表者名
      畑中優磨,土肥慶亮,大戸和博,柴田裕一郎,小栗清
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術技術研究報告

      巻: vol. 112, no. 70 ページ: 13-18

  • [雑誌論文] FPGAにおける細粒度動的部分再構成機構の検討2012

    • 著者名/発表者名
      上田晋寛,河本尚輝,土肥慶亮,柴田裕一郎,小栗清
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術技術研究報告

      巻: vol. 112, no. 203 ページ: 61-66

  • [雑誌論文] 動画像形状検出処理における動的部分再構成による省電力効果の検討2012

    • 著者名/発表者名
      河本尚輝,上田晋寛,土肥慶亮,柴田裕一郎,小栗清
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術技術研究報告

      巻: vol. 112, no. 203 ページ: 73-78

  • [学会発表] FPGAにおける細粒度動的部分再構成機構の検討2012

    • 著者名/発表者名
      上田晋寛
    • 学会等名
      電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県草津市)
    • 年月日
      20120918-20120919
  • [学会発表] 動画像形状検出処理における動的部分再構成による省電力効果の検討2012

    • 著者名/発表者名
      河本尚輝
    • 学会等名
      電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県草津市)
    • 年月日
      20120918-20120919
  • [学会発表] Deep-pipelined FPGA implementation of ellipse estimation for eye tracking2012

    • 著者名/発表者名
      K. Dohi
    • 学会等名
      International Conference on Field Programmable Logic and Applications
    • 発表場所
      オスロ大学(ノルウェー・オスロ)
    • 年月日
      20120829-20120831
  • [学会発表] 動画像からのリアルタイム瞳検出手法のFPGAによる実装2012

    • 著者名/発表者名
      土肥慶亮
    • 学会等名
      電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会
    • 発表場所
      沖縄県男女共同参画センター(沖縄県那覇市)
    • 年月日
      20120529-20120530
  • [学会発表] FPGAにおける細粒度動的部分再構成機構の実装とその電力評価

    • 著者名/発表者名
      上田晋寛
    • 学会等名
      電子情報通信学会機能集積情報システム研究会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府吹田市)

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公開日: 2014-07-24  

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