2022 Fiscal Year Research-status Report
ネットワークオンチップに基づく革新的な医用画像処理アクセラレータの開発
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22K11964
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| Research Institution | Okayama University of Science |
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Principal Investigator |
近藤 真史 岡山理科大学, 工学部, 准教授 (90590133)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | ネットワークオンチップ / 画像処理 / ルーティング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，管状組織を含む医用画像を対象に，ネットワークオンチップ(NoC)に基づく管径計測手法とその回路実装を目的としており，主にネットワークトポロジとルーティング手法について検討を行った．
まず，提案のNoCに基づいた管径計測手法では，現在の注目画素に対する管壁画素の座標，すなわち既存のNoCでパケットに内包される転送先ルータのアドレスが未知となることから，管壁に至るまでの任意の方向θをパケットに内包することによる動的なルーティングを想定している．このとき，θ方向にパケットを伝搬するためには，tan関数等の演算回路が各ルータに必要となるため，回路面積の著しい増大を招く要因となる．
そこで本研究では，探索方向を0～π/4単位に分割することでパケットの移動方向を2方向(0～π/4ならば右・上方向)に限定した上で，現在の移動量に基づいたθ方向の弧の長さと，π/4との弧の長さを大小比較することにより，次に伝搬すべき移動方向を決定する手法を提案した．この手法によれば，移動量のインクリメントと比較のみを以って動的なルーティングを実現可能であり，パケットシミュレーションの結果，tan値を用いたルーティングと同精度で管径を計測できることを確認した．
さらに，既存のルーティング手法では，管状組織像上の画素に対応するルータのみが動作しており，NoC全体のルータの使用効率が低下するとともに，パケットが一部のルータに集中する現象が確認されている．この問題を解決するため，本研究ではネットワークのトポロジをトーラス形に拡張し，注目画素から管壁に到達した後の返送ルーティングにおいて，迂回経路を経て返送されるよう制御を施す等，ルーティングの負荷分散手法について検討している．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ハードウェア化を想定した効率的な動的ルーティングアルゴリズムの考案等，当初の実施計画の大部分は十分に達成されている．
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| Strategy for Future Research Activity |
ネットワークトポロジをメッシュ形からトーラス形に変更することで，各ルータにおける一定の負荷分散効果は確認できているものの，トーラス形に適した動的ルーティングアルゴリズムとそのハードウェアの検討が必要である．
また，ハードウェアアクセラレータとしての実装を想定し，PCIe接続型FPGAボードへの実装手法についても並行して検討を推し進める予定である．
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| Causes of Carryover |
独立基盤形成に係る直接経費の増分を踏まえて，PCIe型FPGAボードの選定と購入時期の再検討を行ったため．
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