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2013 年度 実施状況報告書

FPGAを用いた汎用計算技術GPFPGAを実現するための開発環境の構築

研究課題

研究課題/領域番号 25540024
研究種目

挑戦的萌芽研究

研究機関広島大学

研究代表者

中野 浩嗣  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30281075)

研究分担者 伊藤 靖朗  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40397964)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードFPGA / ハードウェアアルゴリズム / 開発環境
研究概要

本年度は,GPFPGAのフレームワークを利用して,いくつかの効率よいハードウェアアルゴリズムを実装した.(1)画像が順次入力されたときに,テンプレートと類似する部分を求めるハードウェアアルゴリズム.階層的で冗長なマッチングという新しい方法を用いて,スピードと検出精度のバランスがとれたマッチングのためのハードウェアアルゴリズムを考案し,それをFPGAに実装して性能評価を行なった.(2)可変長算術演算を効率よく実行するプロセッサアーキテクチャ.研究代表者らが以前に考案したFDFMアプローチ(Few DSP slices Few Memory block approach)にもとづいて,長いビット長,たとえば2048ビットの整数上の演算をサポートするハードウェアアルゴリズムを設計した.FGPAにこのハードウェアアルゴリズムを実装した.また,この方法にもとづいて,RSA暗号処理を実装した.(3)画像内の直線成分を検出するハードウェアアルゴリズム.FPGAに内蔵されているDSP SliceとBlock RAMを効率的に用いて,リアルタイムで画像の直線成分を検出するハードウェアアルゴリズムを開発し,FPGAに実装した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

GPFPGAのフレームワークにより,従来より,すぐれたハードウェアアルゴリズムをFPGAに実装することが可能となった.概ね順調に研究が進展していると言える.

今後の研究の推進方策

FPGAには,DSP block,Block RAM,CLB (Configurable Logic Block)の3つの構成要素がある.これまでは,DSP blockとBlock RAMの利用については,効率よく行えているが,CLBについては論理合成ツールまかせで,十分に活用できているとは言えない.今後はこのCLBを効率よく用いるGPFPGAを提案していきたい.

次年度の研究費の使用計画

次年度に発売が予定されている,新しいFPGAボードを購入するために,次年度使用額が生じた.
平成27年度中にVirtex-8を搭載したFPGAボードを購入する予定である.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Implementations of the Hough Transform on the Embedded Multicore Processors2014

    • 著者名/発表者名
      Xin Zhou, Norihiro Tomagou, Yasuaki Ito, and Koji Nakano
    • 雑誌名

      International Journal of Networking and Computing

      巻: 4 ページ: 174-188

    • 査読あり
  • [学会発表] A Flexible-Length-Arithmetic Processor Using Embedded DSP Slices and Block RAMs in FPGAs2013

    • 著者名/発表者名
      Md. Nazrul Islam Mondal, Kohan Sai, Koji Nakano and Yasuaki Ito
    • 学会等名
      International Symposium on Computing and Networking
    • 発表場所
      松山市
    • 年月日
      20131204-20131206
  • [学会発表] Template Matching using DSP slices on the FPGA2013

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Hashimoto, Yasuaki Ito and Koji Nakano
    • 学会等名
      International Symposium on Computing and Networking
    • 発表場所
      松山市
    • 年月日
      20131204-20131206
  • [学会発表] TinyCSE: Tiny Computer System for Education2013

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Nakamura, Yasuaki Ito and Koji Nakano
    • 学会等名
      International Symposium on Computing and Networking
    • 発表場所
      松山市
    • 年月日
      20131204-20131206
  • [学会発表] A Classification Processor for a Support Vector Machine with embedded DSP slices and block RAMs in the FPGA2013

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ago, Koji Nakano and Yasuaki Ito
    • 学会等名
      IEEE 7th International Symposium on Embedded Multicore SoCs
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20130926-20130928
  • [学会発表] An Efficient Implementation of the Hough Transform using DSP slices and block RAMs on the FPGA2013

    • 著者名/発表者名
      Xin Zhou, Yasuaki Ito and Koji Nakano
    • 学会等名
      International Parallel and Distributed Processing Symposium
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20130926-20130928
  • [学会発表] Efficient Hough Transform on the FPGA using DPS slices and Block RAMs2013

    • 著者名/発表者名
      Xin Zhou, Norihiro Tomagou, Yasuaki Ito, and Koji Nakano
    • 学会等名
      International Parallel and Distributed Processing Symposium
    • 発表場所
      アメリカ・ボストン
    • 年月日
      20130520-20130524

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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