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非同期式回路に基づく低消費エネルギーなIoT回路の設計技術に関する研究

基于异步电路的低能耗物联网电路设计技术研究

基本信息

批准号：
20J11724
负责人：
仙波翔吾
金额：
$ 1.09万
依托单位：
The University of Aizu
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、非同期式回路に基づく低消費エネルギーなInternet of Things (IoT)向け回路の設計技術の確立を目的としている。今年度は、①非同期式回路における専用回路の設計支援、②インターフェース回路の設計支援、及び③変換と設計支援における消費エネルギー最適化手法を中心に研究を行った。①では、パイプライン化された同期式Register Transfer Level (RTL)モデルからパイプライン化された非同期式RTLモデルへと変換する手法を提案した。この手法は、様々な入力データ間隔に対応することができる。また、提案手法をこれまでに開発してきた変換ツールに実装した。実験では、提案手法を用いて深層学習回路の同期式RTLモデルを非同期式RTLモデルへと変換した。また、変換した非同期式RTLモデルを論理設計した。同期式回路と比較して、論理設計後の非同期式回路は消費エネルギーを約34%削減することができた。②では、同期式回路と非同期式回路の通信のために設計したインターフェース回路のデータ転送レイテンシを短くするための最適化とタイミング制約の定義を行った。最適化前のインターフェース回路と比較して、最適化によって転送レイテンシを約29%短くすることができた。さらに、タイミング制約を基にインターフェース回路の合成とタイミング検証を行った。設計したインターフェース回路に対して論理シミュレーションを行い、非同期式回路と同期式回路間でデータが正しく転送されていることを確認した。③では、非同期式回路の動的消費電力最適化としてDフリップフロップからDラッチへの変換手法を提案した。最適化手法適用前の非同期式回路と比較して、最適化手法によって消費エネルギーを最大で約37%削減することができた。

This study aims to establish the design techniques for the Internet of Things (IoT) loop based on low cost and asynchronous loops. This year, we will conduct research on (1) design support for asynchronous circuits,(2) design support for asynchronous circuits, and (3) design support for switching circuits. (1) Register Transfer Level (RTL): Register Transfer Level This is the first time I've ever seen a woman who's been in a relationship with someone else. The proposal is open to change. In this case, the proposed method is used to convert the synchronous RTL model into the asynchronous RTL model. The design of asynchronous RTL Compared with synchronous loop, asynchronous loop after logic design reduces consumption by about 34%. 2. Design and optimization of synchronous and asynchronous circuits Before optimization, the circuit was compared, and optimization was performed by about 29% of the time. The synthesis and verification of the circuit are based on the analysis and verification of the circuit parameters. The design of the circuit is based on the logic of the circuit, and the synchronization of the circuit is based on the logic of the circuit (3) Optimization of power consumption in asynchronous circuits The optimization method is applied to the asynchronous loop comparison, and the optimization method reduces the consumption by about 37%

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Click Elementを用いた同期-非同期ドメイン間インターフェース回路の検討

利用Click Element研究同异步域接口电路

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
仙波翔吾;齋藤寛
通讯作者：
齋藤寛

RTL Conversion Method From Pipelined Synchronous RTL Models Into Asynchronous Ones

流水线同步RTL模型到异步RTL模型的转换方法

DOI：
10.1109/access.2022.3158487
发表时间：
2022
期刊：
IEEE Access
影响因子：
3.9
作者：
Semba Shogo;Saito Hiroshi
通讯作者：
Saito Hiroshi

Optimization Methods during RTL Conversion from Synchronous RTL Models to Asynchronous RTL Models

同步RTL模型到异步RTL模型RTL转换过程中的优化方法

DOI：
10.1587/transfun.2020vlp0004
发表时间：
2020
期刊：
IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences
影响因子：
0
作者：
SEMBA Shogo;SAITO Hiroshi;TATSUOKA Masato;FUJIMURA Katsuya
通讯作者：
FUJIMURA Katsuya

パイプライン化された同期式RTLモデルから非同期式RTLモデルへの変換手法の検討

流水线同步RTL模型到异步RTL模型转换方法研究