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2014 年度 実績報告書

専用回路技術によるモデル予測制御の高速化

研究課題

研究課題/領域番号 23500061
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

市川 周一  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70262855)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2015-03-31
キーワード制御論理 / 制御回路 / FPGA / ハードウェア制御 / セキュリティ
研究実績の概要

制御技術は,自動車など多くの工業製品に不可欠の技術である.近年の制御技術の発達により,制御性能は著しく改善されたが,同時に必要な計算量が増大した.特に実時間制御システムにおいては,計算時間の増加が深刻な問題になっている.
申請者は,制御応用に専用回路技術を適用し,制御論理をハードウェア化することにより高速な実時間制御を実現する研究を進めてきた.本研究では,専用回路技術による高速化と共に,GPU等の付加演算器を利用した高速化についても検討した.制御論理のハードウェア化技術では,高速化のみならず制御論理の秘匿性も高めることができる.制御論理の秘匿化は当初の研究計画に含まれていなかったが,本研究で企業との共同研究を遂行する中で企業側からの要望があって,研究開始後に研究目的に含めた.
平成25年度までに,ハードウェアの部分評価による論理回路の高速化および省電力化に関する発表を行った.また,制御計算を高速化するため演算回路の高速化技術について検討し,設計コンテストで優勝するなど一定の成果を挙げた.また専用回路との比較対象として,GPUやマルチコアプロセッサによる制御演算の高速化技術についても検討し,学会発表を行った.
平成26年度は,主として (1) 制御に用いる適応型フィルタの最適パラメータ抽出を高速化する手法, (2) プロセッサに命令レジスタファイルを付加して制御プログラムの秘匿性を高める技術, (3) PLC命令列から秘匿化された論理回路を生成する技術,について検討した.テーマ(1)では学術論文2本が採択され,(2)では学術論文1本が採択された.テーマ(3)は学会発表済で,更なる改良を施してから近日中に論文投稿する予定である.

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (10件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] An XOR-based Parameterization for Instruction Register Files2015

    • 著者名/発表者名
      Naoki Fujieda, Shuichi Ichikawa
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1002/tee.22123

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 分布間距離を用いたBilateral Filter のパラメータ推定法の一考察2015

    • 著者名/発表者名
      真喜志泰希, 山田親稔, 荻野正, 市川周一
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D

      巻: 135(2) ページ: 87-92

    • DOI

      10.1541/ieejias.135.87

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 単一画像を用いた再構成型超解像合成手法の検討2015

    • 著者名/発表者名
      佐渡山史矢, 山田親稔, 市川周一, 荻野正
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D

      巻: 135(2) ページ: 81-86

    • DOI

      10.1541/ieejias.135.81

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 有限要素法によるポアソン方程式のGPU向きSpMV計算2015

    • 著者名/発表者名
      三浦 慎一郎,高橋 秀朗,角田 和彦,市川 周一,藤枝 直輝
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告

      巻: 2015-HPC-148(15) ページ: 1-7

  • [雑誌論文] MieruSysプロジェクト:複数のFPGAを用いた先進的な計算機システムの開発2015

    • 著者名/発表者名
      松田裕貴,小川愛理、味曽野智礼、藤枝直輝、市川周一、吉瀬謙二
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 CPSY/RECONF

      巻: 114(427) ページ: 211-216

  • [雑誌論文] PLC命令列のハードウェア化とOpaque Predicatesによる難読化の検討2015

    • 著者名/発表者名
      宇山和輝,藤枝直輝,市川周一
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 CPSY/RECONF

      巻: 114(427) ページ: 221-226

  • [雑誌論文] S-Box Absorption Design for Key-SpeCific AES circuits2014

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Matsuoka, Naoki Fujieda, Shuichi Ichikawa
    • 雑誌名

      Proc. International Conference of Global Network for Innovative Technology (IGNITE2014)

      巻: - ページ: 316--319

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design Trade-offs in SHA-3 Multi-Message Hashing on FPGAs2014

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Ayuzawa, Naoki Fujieda, Shuichi Ichikawa
    • 雑誌名

      Proc. IEEE TENCON 2014

      巻: - ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/TENCON.2014.7022311

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Efficient Estimation Parameter Method of Bilateral Filter Using Distribution Distance2014

    • 著者名/発表者名
      Taiki Makishi, Shuichi Ichikawa, Tadashi Ogino, Chikatoshi Yamada
    • 雑誌名

      Proc. IEEE TENCON 2014

      巻: - ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/TENCON.2014.7022331

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced Instruction Register Files for Embedded Software Obfuscation2014

    • 著者名/発表者名
      Naoki Fujieda, Shuichi Ichikawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the 29th International Conference on Computers and Their Applications (CATA-2014)

      巻: - ページ: 153--158

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ソフトプロセッサ向けのSIMD整数演算ユニットの設計と実装2014

    • 著者名/発表者名
      藤枝直輝,宇山和輝,市川周一
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報告

      巻: 2014-ARC-208(14) ページ: 1-4

  • [学会発表] 命令拒否レジスタファイルを用いたソフトウェア改ざん攻撃への対策に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤清広, 藤枝直輝, 松岡俊佑, 市川周一
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2015年総合大会
    • 発表場所
      立命館大学 びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      2015-03-10 – 2015-03-13
  • [学会発表] Xeon Phi TM コプロセッサの予備的性能評価2015

    • 著者名/発表者名
      藤江拓哉, 松岡俊佑, 藤枝直輝, 市川周一
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2015年総合大会
    • 発表場所
      立命館大学 びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      2015-03-10 – 2015-03-13
  • [学会発表] 超音波を用いた位置測定システムの改良2015

    • 著者名/発表者名
      坂口雄輝, 松岡俊佑, 藤枝直輝, 市川周一, 川口秀樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2015年総合大会
    • 発表場所
      立命館大学 びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      2015-03-10 – 2015-03-13
  • [学会発表] 超音波測位システムにおける位置計算プログラムの改良2015

    • 著者名/発表者名
      篠原巧, 松岡俊佑, 藤枝直輝, 市川周一, 川口秀樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2015年総合大会
    • 発表場所
      立命館大学 びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      2015-03-10 – 2015-03-13
  • [学会発表] 超音波を用いたリアルタイム位置測位システムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      松岡俊佑,藤枝直輝,市川周一,川口秀樹
    • 学会等名
      第23回MAGDAコンファレンス in 高松 (MAGDA 2014)
    • 発表場所
      サンポートホール高松
    • 年月日
      2014-12-04 – 2014-12-05
  • [学会発表] PLC命令列のハードウェア変換と秘匿化手法の検討2014

    • 著者名/発表者名
      宇山和輝,藤枝直輝,市川周一
    • 学会等名
      第6回 メニーコア・アーキテクチャ研究会
    • 発表場所
      時之栖(御殿場市)
    • 年月日
      2014-09-27 – 2014-09-29
  • [学会発表] 行列積を計算するコプロセッサの試作2014

    • 著者名/発表者名
      石垣良樹,藤枝直輝,市川周一
    • 学会等名
      第6回 メニーコア・アーキテクチャ研究会
    • 発表場所
      時之栖(御殿場市)
    • 年月日
      2014-09-27 – 2014-09-29
  • [学会発表] PLC命令列をC言語に変換するツールの検討と試作2014

    • 著者名/発表者名
      板垣佑哉,藤枝直輝,市川周一
    • 学会等名
      平成26年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • 発表場所
      名古屋工業大学 御器所キャンパス
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-09
  • [学会発表] 鍵スケジューラを省略したAES暗号回路のFPGAによる実装評価2014

    • 著者名/発表者名
      松岡俊佑,藤枝直輝,市川周一
    • 学会等名
      第13回情報科学技術フォーラム (FIT 2014)
    • 発表場所
      筑波大学 筑波キャンパス
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-05
  • [学会発表] ノイズ推定法と分布間距離によるBilateral Filterの最適パラメータ推定の検討2014

    • 著者名/発表者名
      真喜志泰希,荻野正,山田親稔,市川周一
    • 学会等名
      第13回情報科学技術フォーラム (FIT 2014)
    • 発表場所
      筑波大学 筑波キャンパス
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-05
  • [備考] 論文リスト

    • URL

      http://www.ccs.ee.tut.ac.jp/~ichikawa/research/papers.html

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公開日: 2016-06-01  

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