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2013 Fiscal Year Annual Research Report

小さい面積・性能オーバーヘッドで故障を回避する論理回路レベルの設計技術の確立

Research Project

Project/Area Number 23300019
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

山下 茂  立命館大学, 情報理工学部, 教授 (30362833)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 冨山 宏之  立命館大学, 理工学部, 教授 (80362292)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2015-03-31
KeywordsPPC / 耐故障 / 仕様変更 / 高位合成 / LUT / バイオチップ
Research Abstract

今年度は、PPCを利用した耐故障を考えた回路の設計手法に応用できる関数の自由度の表現方法としてRemaining SPFDという概念を考案しそれを利用した回路設計手法を提案した。PPCの考え方を利用して回路を効率よく設計する手法の確立にRemaining SPFDが利用できると期待できる。また、昨年度から耐故障を考えた回路の応用先としてバイオチップ向けの回路設計手法を検討しているが、それに関して、外部ピンを最小にするためにバイオチップ内に導入する論理回路の設計手法とその最小化手法を考案し、国際会議で発表および論文の投稿を行った。PPCを用いた演算回路を用いた高位合成も将来的に必要なため、高位合成の各種の手法を研究しているが,それに関しても制御回路部分の機能を変更する場合に用いるパッチャブルメモリを最適化する手法の研究を昨年度から継続して行い、昨年度考案した手法をベンチマーク回路などで評価を行い論文誌に投稿した。PPCの設計手法に関して、もともとはLUTを利用することを考えていたが、LUTの全てのプログラム能力が耐故障に役立たないことに着目し、LUTのプログラム能力を減らすことによって耐故障性を保ったまま回路面積を削減する手法を確立してベンチマークで評価を行い国際会議で発表および論文誌への投稿を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

PPCの設計手法に関して設計理論を打ち出すということが本研究の大きな目標であったが、Remaining SPFDという理論を打ち出すことができ、また当初考えていたLUTを利用するPPCよりも格段に面積効率のよいLUTのプログラム能力を減らす手法も考案したので、理論的及び実用的な両面で当初の目標はほぼ達成したと考えている。加えて、故障が問題となる回路設計分野の応用先としてバイオチップのアプリケーションを考え、その研究でも成果を出しているため、当初の計画以上の研究成果を上げつつあると判断した。

Strategy for Future Research Activity

PPCに関しては、昨年度までに考案したRemaining SPFDを応用した回路設計手法を確立して最終年度としてPPCの設計の可能性についての研究成果をまとめる。PPCを用いた高位合成に関しては、今まで考案してきたものとは違う例を探求する。また、新たに検討しているバイオチップに関しては、故障が起きた時にエラーのチェックなどを動的にしてエラー訂正をおこなうような枠組みが可能かを検討する。

  • Research Products

    (18 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] A Logic Integrated Optimal Pin-Count Design for Digital Microfluidic Biochips2014

    • Author(s)
      Trung Anh Dinh, Shigeru Yamashita and Tsung-Yi Ho
    • Journal Title

      Proc. ACM/IEEE DATE 2014

      Volume: DATE 2014 Pages: 1-6

    • DOI

      10.7873/DATE2014.088

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Network-Flow-Based Optimal Sample Preparation Algorithms for Digital Microfluidic Biochips2014

    • Author(s)
      Trung Anh Dinh, Shigeru Yamashita and Tsung-Yi Ho
    • Journal Title

      Proc. ACM/IEEE ASP-DAC 2014 (Best Paper Candidate)

      Volume: ASP-DAC 2014 Pages: 225-230

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ビットごとの排他的論理和を利用した画像の新しい類似度指標の提案とその動き検出プロセッサへの適用と評価2014

    • Author(s)
      崔英鮮, 山下茂
    • Journal Title

      電子情報通信学会英文論文誌A

      Volume: Vol. J97-A, No. 03 Pages: 160-169

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Impact of Resource Sharing and Register Retiming on Area and Performance of FPGA-based Designs2014

    • Author(s)
      Y. Hara-Azumi, T. Matsuba, H. Tomiyama, S. Honda and H. Takada
    • Journal Title

      IPSJ Transactions on System LSI Design Methodology

      Volume: 7 Pages: 37-45

    • DOI

      10.2197/ipsjtsldm.7.37

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Clique-Based Architectural Synthesis of Flow-Based Microfluidic Biochips2013

    • Author(s)
      Trung Anh Dinh, Shigeru Yamashita, Tsung-Yi Ho and Yuko Hara-Azumi
    • Journal Title

      IEICE TRANSACTIONS on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      Volume: Vol. E96-A, No.12 Pages: 2668-2679

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Partial Controller Retiming in High-Level Synthesis2013

    • Author(s)
      R. Sobue, Y. Hara-Azumi, and H. Tomiyama
    • Journal Title

      Proc. of Electronic System Level Synthesis Conference

      Pages: 1-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantitative Evaluation of Resource Sharing in High-Level Synthesis Using Realistic Benchmark2013

    • Author(s)
      Y. Hara-Azumi, T. Matsuba, H. Tomiyama, S. Honda and H. Takada
    • Journal Title

      IPSJ Transactions on System LSI Design Methodology

      Volume: 6 Pages: 122-126

    • DOI

      10.2197/ipsjtsldm.6.122

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] On the Error Resiliency of Combinational Logic Cells – Implications for Nano-based Digital Design

    • Author(s)
      P. Balasubramanian and S. Yamashita
    • Organizer
      Proc. 2013 IEEE 19th Pacific Rim International Symposium on Dependable Computing
    • Place of Presentation
      Vancouver, Canada
  • [Presentation] A Variable-Length String Matching Circuit Based On SeqBDDs

    • Author(s)
      Atsushi Matsuo, Yasunori Takagi, Hiroki Nakahara and Shigeru Yamashita
    • Organizer
      Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI)
    • Place of Presentation
      札幌ガーデンパレス, 北海道
  • [Presentation] Better-than-DMR Techniques for Yield Improvement

    • Author(s)
      Shunichi Sanae, Yuko Hara-Azumi, Shigeru Yamashita and Yasuhiko Nakashima
    • Organizer
      IEEE International Symposium on Field-Programmable Custom Computing Machines (FCCM)
    • Place of Presentation
      Boston, USA
  • [Presentation] "Novel Area-Efficient Technique for Yield Improvement

    • Author(s)
      Shunichi Sanae, Yuko Hara-Azumi, Shigeru Yamashita, and Yasuhiko Nakashima
    • Organizer
      Electronic System-Level Design towards Heterogeneous Computing in conjunction with Design, Automation & Test in Europe (DATE)
    • Place of Presentation
      Dresden, Germany
  • [Presentation] Partially-Programmable Circuit の歩留まり向上のためのLUT 最適化手法

    • Author(s)
      早苗駿一, 原祐子, 山下茂, 中島康彦
    • Organizer
      情報処理学会 DAシンポジウム
    • Place of Presentation
      ホテル下呂温泉水明館, 岐阜県
  • [Presentation] PPCに基づく高歩留まり回路の発見的設計手法

    • Author(s)
      早苗駿一, 原祐子, 山下茂, 中島康彦
    • Organizer
      電子情報通信学会VLD/DC/情報処理学会SLDM研究会 SLDM研究会優秀発表学生賞受賞
    • Place of Presentation
      鹿児島県文化センター, 鹿児島県
  • [Presentation] 二重化よりも面積オーバーヘッドが少ない耐故障化手法

    • Author(s)
      松尾 惇士,山下 茂
    • Organizer
      電子情報通信学会VLD/DC/情報処理学会SLDM研究会
    • Place of Presentation
      鹿児島県文化センター, 鹿児島県
  • [Presentation] Digital Microfluidic Biochip向けの最適な試料生成

    • Author(s)
      ディン アイン チュン, 山下 茂, ツン イ ホー
    • Organizer
      電子情報通信学会VLD/DC/情報処理学会SLDM研究会 SLDM研究会優秀発表学生賞受賞
    • Place of Presentation
      鹿児島県文化センター, 鹿児島県
  • [Presentation] 高位合成における制御回路の構成方法の定量的評価

    • Author(s)
      祖父江亮哉, 原祐子, 谷口一徹, 冨山宏之
    • Organizer
      電子情報通信学会VLD/DC/情報処理学会SLDM研究会
    • Place of Presentation
      鹿児島県文化センター, 鹿児島県
  • [Presentation] 高位合成におけるマルチプレクサの遅延の削減手法

    • Author(s)
      祖父江亮哉, 原祐子, 谷口一徹, 冨山宏之
    • Organizer
      情報処理学会SLDM/EMB/電子情報通信学会CPSY/DC研究会
    • Place of Presentation
      ICT文化ホール, 沖縄県
  • [Presentation] A Network-Flow-Based Optimal Sample Preparation Algorithm for Digital Microfluidic Biochips

    • Author(s)
      山下 茂
    • Organizer
      VLSI設計技術研究会 VLD Excellent Student Award記念講演
    • Place of Presentation
      沖縄県青年会館, 沖縄県
    • Invited

URL: 

Published: 2015-05-28  

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