大規模プログラマブル・ロジック・アレイの分解に関する研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63550274
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 笹尾 勤 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (20112013)
• キーワード: 論理設計 / PLA / 論理回路の分解 / 符号化問題 / 制御回路 / 算術回路 / LSIのCAD / 多段論理回路

研究概要

1.PLAを分割する方法として、入力変数を分割する方法(直列分解)と出力関数を分割する方法(並列分解)を定式化した。また、そのプログラムの作成し、分解実験を行った。この結果、算術演算回路については直列分解が、また、コンピュ-タの制御回路については、並列分解が有効であることがわかった。実際の32ビットマイクロプロセッサで使用されている大規模PLAのデ-タを東京のメ-カ(複数)から提供してもらい、それを分解する会話的なプログラムも開発した。
2.分解された関数のそれぞれがなるべく簡単になるように、中間変数を決定する手法(最適符号化問題)を定式化しとそのプログラムの作成及び分解実験を行った。
3.分解の技術を用いて3段論理回路の有力な設計法を開発した。
4.PLAの新しい構造としてAND-EXOR形のものを考案し、その設計法を提案した。また、出力部にEXORを用いてPLAを分解する方法を考案した。
直列分解は、理論的には興味深いが、計算時間が問題の大きさの指数で増加するため、今後は、高速なヒュ-リスティク法を開発する必要がある。算術演算PLAの場合、チップ面積を1〜2割減らすことができた。一方、並列分解は、比較的単純な方法で大規模な制御PLAを実用計算時間内で分解し、チップ面積を3〜4割減らすことができた。以上考案したのは、PLAを二つに分解する方法であるが、実際のLSI設計では、PLAを三つ以上に分解したいことも多く、その場合は、現在のところ試行錯誤を繰り返して分解する方法しか知られていない。また、PLA分割の技術を用いてAND-OR形の多段論理回路を設計できる。

研究成果

• [文献書誌] T.Sasao and M.Higashida: "Multiple-Valued logic and a design of three-level logic circuits" International Workshop on Fuzzy System Applications. 107-109 (1988)
• [文献書誌] 東田基樹,笹尾勤: "3段論理回路の設計法:NAND一面型PLDを対象にして" 情報処理学会第37回(昭和64年前期)全国大会. 4u-1. 1772-1773 (1988)
• [文献書誌] 笹尾勤,東田基樹: "三段論理回路の一構成法" 電子情報通信学会技術研究報告. VLD88-84. 47-54 (1988)
• [文献書誌] 笹尾勤、東田基樹: "PLAの並列分解について" 電子情報通信学会技術研究報告. VLD88-85. 55-62 (1988)
• [文献書誌] 笹尾勤: "PLDの最新技術動向" 月刊セミコンダクタワ-ルド. 8-2. 111-116 (1989)
• [文献書誌] T.Sasao: "On the optimal design of multiple-valued PLA's" IEEE Trans.on Comput. Vol.38. 582-592 (1989)
• [文献書誌] T.Sasao: "On the complexity of three-level logic circuits" International Workshop on Logic Synthesis. (1989)
• [文献書誌] T.Sasao: "Application of multiple-valued logic to a serial decomposition of PLA's" International Symposium on Multiple-Valued Logic. 264-271 (1989)
• [文献書誌] 笹尾勤: "三段論理回路の複雑度について" 京都大学数理解析研究所講究録. (1989)
• [文献書誌] 笹尾勤,向殿政男: "第19回多値論理国際シンポジウム報告" 多値論理研究ノ-ト. 12. 1-7 (1989)
• [文献書誌] T.Sasao and P.Besslich: "On the complexity of MOD-2 Sum PLA's" Berichte Elektrotechnik,Universitat Bremen. 5/89. (1989)
• [文献書誌] 神田徳夫,笹尾勤: "AND-EXOR最小論理式の性質について" 情報処理学会第39回全国大会. 7W-1. 1806-1807 (1989)
• [文献書誌] 神田徳夫,笹尾勤: "4変数AND-EXOR最小論理式とその性質" 電子情報通信学会技術報告. FTS-89-25. 7-14 (1989)
• [文献書誌] 笹尾勤: "光ファイバ-論理回路の複雑度について" 電子情報通信学会第二種研究会(多値技報). MVL89-01. 28-36 (1989)
• [文献書誌] 笹尾勤: "第19回多値論理国際シンポジウム報告" 電子情報通信学会誌. vol.72. p.1201 (1989)
• [文献書誌] 笹尾勤,東田基樹: "入力デコ-ダ付AND-EXOR形PLAの設計アルゴリズムについて" 電子情報通信学会技術報告. VLD-89-84. 9-15 (1989)
• [文献書誌] T.Sasao: "On the complexity of networks realized by fiber-optic logic elmenents" SPIE's Technical Symposium on High Power Lasers and Optical Computing.(1990)
• [文献書誌] T.Sasao and P.Besslich: "On the complexity of MOD-2 Sum PLA's" IEEE Trans.on Comput.(1990)
• [文献書誌] T.Sasao: "Bounds on the average number of products in the minimum sum-of-products expressions for multiple-valued input two-valued output functions" IEEE Trans.on Comput.(1990)
• [文献書誌] 笹尾勤(今井,杉山編): "超LSI設計:シリコンコンパイレ-ション論理合成" サイエンスフォ-ラム, 356 (1988)