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2014 年度 実績報告書

小さい面積・性能オーバーヘッドで故障を回避する論理回路レベルの設計技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 23300019
研究機関立命館大学

研究代表者

山下 茂  立命館大学, 情報理工学部, 教授 (30362833)

研究分担者 冨山 宏之  立命館大学, 理工学部, 教授 (80362292)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
キーワードディペンダブル・コンピューティング / PPC / バイオチップ
研究実績の概要

PPCの考え方を用いた回路技術に関して研究を行った。具体的には、PPC技術で設計された演算器(加算器、減算器、乗算器)の製造歩留まりの期待値の計算方法、PPC演算器を用いて設計されたデータパスの製造歩留まりの期待値の計算方法を組み合わせて、データパスの歩留まりの期待値を最大化する高位合成(アロケーションとバインディング)手法の改良と評価を行った。また、PPCの回路合成において、従来とは異なる LUT の挿入位置の検討を行い、従来手法に対して 3 入力 LUT で合成した PPC では平均約 10%、4 入力 LUT で合成した PPC では平均約 34%の歩留まりが向上できることを明らかにした。そして実験により得られた知見をもとに、LUTの挿入位置の探索する設計空間を限定することで、平均約 80%の設計時間を削減できることを示した。また、回路の故障率の計算手法として従来知られている手法よりも、正確性を少しだけ犠牲にすることにより、計算時間と必要となるメモリ量を抑えることが得きる手法を開発した。
また、故障に強い回路合成手法の関連する基礎技術として、高位合成の技術に関して多くの研究を進めた。例えば、高位合成を行う前に、動作記述(Cプログラム)を実行し、基本ブロックの実行頻度のプロファイリングを行うことにより、実行頻度の低いパスをマルチサイクル化することで、性能の低下を抑えつつ、周波数を高める設計手法の提案とその評価を行った。さらに、故障に強い回路の適用先として従来の回路と違うものとしては、製造エラーが多いと考えられる回路の中で具体的にバイオチップを考えているが、そのための設計手法に関しても研究を進めた。例えば、今まで考えられていなかった、任意の形のチップを効率的にテストする手法を開発した。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (20件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] An Optimal Pin-Count Design With Logic Optimization for Digital Microfluidic Biochips2015

    • 著者名/発表者名
      Trung Anh Dinh, Shigeru Yamashita and Tsung-Yi Ho
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems

      巻: 34 ページ: 629-641

    • DOI

      10.1109/TCAD.2015.2394502

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Energy-Efficient Patchable Accelerator and Its Design Method2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki YOSHIDA, Masayuki WAKIZAKA, Shigeru YAMASHITA and Masahiro FUJITA
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Fundamentals

      巻: E97-A ページ: 2507-2517

    • DOI

      10.1587/transfun.E97.A.2507

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Digital Microfluidic Biochips with Arbitrary Layouts2015

    • 著者名/発表者名
      Trung DINH, Shigeru YAMASHITA, Tsung-Yi HO, Krishnendu CHAKRABARTY
    • 学会等名
      IEEE European Test Symposium
    • 発表場所
      Cluj-Napoca, Romania
    • 年月日
      2015-05-26
  • [学会発表] Efficient Manipulation of Truth Tables on CUDA for Gate-Level Simulation2015

    • 著者名/発表者名
      Yuri Ardila, Tatsuyuki Kida and Shigeru Yamashita
    • 学会等名
      Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI)
    • 発表場所
      Yilan, Taiwan
    • 年月日
      2015-03-17
  • [学会発表] Single-Flux-Quantum Digital Circuit Design Using Clockless Logic Cells2015

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Matsumoto and Shigeru Yamashita
    • 学会等名
      Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI)
    • 発表場所
      Yilan, Taiwan
    • 年月日
      2015-03-17
  • [学会発表] Graph-Covering-Based Architectural Synthesis for Programmable Digital Microfluidic Biochips2015

    • 著者名/発表者名
      Taiki Kitagawa, Dieu Quang Nguyen, Trung Anh Dinh and Shigeru Yamashita
    • 学会等名
      Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI)
    • 発表場所
      Yilan, Taiwan
    • 年月日
      2015-03-17
  • [学会発表] Global Transformation-Based Optimization of Threshold Logic Circuits2015

    • 著者名/発表者名
      Maiko Kabu, Takayuki Kasugai, Shigeru Yamashita and Chun-Yao Wang
    • 学会等名
      Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI)
    • 発表場所
      Yilan, Taiwan
    • 年月日
      2015-03-17
  • [学会発表] Evaluation of Approximate SAD Circuits with Error Compensation2015

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Goto, Yasunori Takagi and Shigeru Yamashita
    • 学会等名
      Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI)
    • 発表場所
      Yilan, Taiwan
    • 年月日
      2015-03-16
  • [学会発表] An Efficient Calculation Method for Reliability Analysis of Logic Circuits2015

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Tsushima, Yuichi Ikeda and Shigeru Yamashita
    • 学会等名
      Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI)
    • 発表場所
      Yilan, Taiwan
    • 年月日
      2015-03-16
  • [学会発表] Quantitative Evaluations and Efficient Exploration for Optimal Partially-Programmable Circuits Generation2015

    • 著者名/発表者名
      Takumi Tsuzuki, Yuko Hara-Azumi, Shigeru Yamashita, and Yasuhiko Nakashima
    • 学会等名
      Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI)
    • 発表場所
      Yilan, Taiwan
    • 年月日
      2015-03-16
  • [学会発表] High-Level Synthesis from Programs with External Interrupt Handling2015

    • 著者名/発表者名
      Naoya Ito, Nagisa Ishiura, Hiroyuki Tomiyama, Hiroyuki Kanbara
    • 学会等名
      Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI)
    • 発表場所
      Yilan, Taiwan
    • 年月日
      2015-03-16
  • [学会発表] FPGA高位合成における関数インライン展開の評価2015

    • 著者名/発表者名
      大西洋平, 谷口一徹, 冨山宏之
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県)
    • 年月日
      2015-03-13
  • [学会発表] Profiling-Driven Multi-Cycling in FPGA High-Level Synthesi2015

    • 著者名/発表者名
      Stefan Hadjis, Andrew Canis, Ryoya Sobue, Yuko Hara-Azumi, Hiroyuki Tomiyama, and Jason Anderson
    • 学会等名
      Design, Automation & Test in Europe (DATE)
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2015-03-10
  • [学会発表] ルックアップテーブルを用いたapproximate computing向けアーキテクチャの実装と評価2015

    • 著者名/発表者名
      杉山 翔一郎, タンビア アーメド, 原 祐子
    • 学会等名
      電子情報通信学会 VLSI設計技術研究会 (VLD)
    • 発表場所
      沖縄県青年会館(沖縄県)
    • 年月日
      2015-03-04
  • [学会発表] 組み合わせ回路におけるソフトエラー発生確率の効率的計算手法2014

    • 著者名/発表者名
      津島雅俊、山下茂
    • 学会等名
      2014年度 情報処理学会関西支部 支部大会
    • 発表場所
      大阪大学中之島センター(大阪府)
    • 年月日
      2014-09-17
  • [学会発表] 外部割込みのハンドラを含むプログラムからの高位合成2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤直也, 石浦菜岐佐, 冨山宏之, 神原弘之
    • 学会等名
      情報処理学会DAシンポジウム
    • 発表場所
      ホテル下呂温泉水明館(岐阜県)
    • 年月日
      2014-08-28
  • [学会発表] PPCにおけるLUT挿入位置最適化の定量的評価2014

    • 著者名/発表者名
      都築 匠, 原 祐子, 山下 茂, 中島 康彦
    • 学会等名
      情報処理学会 DAシンポジウム
    • 発表場所
      ホテル下呂温泉水明館(岐阜県)
    • 年月日
      2014-08-28
  • [学会発表] SPFDによる論理関数の自由度の表現とその回路設計へ の応用2014

    • 著者名/発表者名
      山下茂
    • 学会等名
      第27回回路とシステムワークショップ
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県)
    • 年月日
      2014-08-04
    • 招待講演
  • [学会発表] ACAP: Binary Synthesizer Based on MIPS Object Codes2014

    • 著者名/発表者名
      Nagisa Ishiura, Hiroyuki Kanbara, and Hiroyuki Tomiyama
    • 学会等名
      International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC)
    • 発表場所
      Phuket, Thailand
    • 年月日
      2014-07-02
    • 招待講演
  • [学会発表] Yield-Aware Allocation and Binding of Partially-Programmable Functional Units2014

    • 著者名/発表者名
      Yuko Hara-Azumi, Toshihiko Kamata, Ittetsu Taniguchi, and Hiroyuki Tomiyama
    • 学会等名
      International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC)
    • 発表場所
      Phuket, Thailand
    • 年月日
      2014-07-02
    • 招待講演
  • [学会発表] Fast Design-Space Exploration Method for SW/HW Codesign on FPGAs2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ando, Seiya Shibata, Shinya Honda, Hiroyuki Tomiyama and Hiroaki Takada
    • 学会等名
      International Symposium on Field-Programmable Custom Computing Machines (FCCM 2014)
    • 発表場所
      Boston, MA, USA
    • 年月日
      2014-05-13
  • [学会発表] Better-than-DMR Techniques for Yield Improvement2014

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Sanae, Yuko Hara-Azumi, Shigeru Yamashita, and Yasuhiko Nakashim
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Field-Programmable Custom Computing Machines (FCCM)
    • 発表場所
      Boston, MA, USA
    • 年月日
      2014-05-12

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公開日: 2016-06-01  

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