ＦＰＧＡによる高速並列計算型ハイブリッドシミュレーションの実現

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23656288
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 構造工学・地震工学・維持管理工学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 五十嵐 晃 京都大学, 防災研究所, 教授 (80263101)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 実時間シミュレーション / 並列演算 / 論理回路 / 時刻歴応答解析 / 高速演算

研究概要

多自由度系モデルを用いた地震応答の検証のための実時間ハイブリッドシミュレーションシミュレーションを行うことを目的として、高速動的応答解析を行うための論理回路を設計しFPGAへ実装することで実験制御システムを構築する方法に関する開発検討を行った。演算数および並列化を考慮したFPGAの計算処理能力限界の検討により，消費LE数が計算能力のボトルネックであることと，リソース共有化が限界自由度数の拡大に効果的であることを示した。自由度の大きな構造モデルを用いた実時間ハイブリッドシミュレーションを上記で開発したFPGAベースのシステムで行うための周辺実装技術の検討を行い，実験手法の実現性を確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Logic circuit design for high-speed computing of dynamic response in real-time hybrid simulation using FPGA-based system (2014)
  • 著者名/発表者名: A.Igarashi
  • 雑誌名: Smart Structures and Systems 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 構造モデルの並列演算型実時間動的応答シミュレータのFPGA への実装 (2012)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐晃, 間嶋純一
  • 雑誌名: 構造工学論文集 巻: Vol.58A ページ: 162-169
  • 査読あり
• [学会発表] FPGA を用いた動的載荷装置の位相遅れ補償に関する基礎的検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平井幹, 五十嵐晃
  • 学会等名: 平成26年度土木学会関西支部年次学術講演会
  • 発表場所: 大阪産業大学
  • 年月日: 2014-05-31
• [学会発表] FPGA ボードによる実時間ハイブリッドシミュレーション用システム構築の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐晃, 長谷川直哉
  • 学会等名: 土木学会第67回年次学術講演会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20120905-07
• [学会発表] FPGA による高速並列計算型実時間ハイブリッドシミュレーションシステムの構築 (2012)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐晃, 長谷川直哉
  • 学会等名: 平成24年度土木学会関西支部年次学術講演会
  • 発表場所: 神戸高専
  • 年月日: 2012-06-09
• [学会発表] Application of FPGA for high-speed dynamic response simulator for large-scale MDOF systems (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Igarashi, J.Mashima
  • 学会等名: 8th International Conference on Structural Dynamics (Eurodyn2011)
  • 発表場所: Leuven, Belgium
  • 年月日: 20110704-06