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IoT社会を支える粗粒度再構成可能アーキテクチャの設計開発基盤の実現

支持物联网社会的粗粒度可重构架构设计开发平台的实现

基本信息

批准号：
22K17866
负责人：
小島拓也
金额：
$ 3万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K17866/
关键词：
再構成可能ハードウェア CGRA コンパイラハードウェア設計 IoT

项目摘要

IoT社会の実現に必要不可欠なエネルギー効率に優れた計算基盤の実現のため、本研究では粗粒度再構成可能アーキテクチャ(CGRA: Coarse-Grained Reconfigurable Architecture)をベースとした計算機システムを想定し、ハードウェアおよびソフトウェアを効率的に設計開発するためのフレームワーク創生を目的としている。IoTデバイスは用途によって多岐に渡る処理性能と電力の制約が存在し、それらを満たすために用途ごとに専用のCGRAを設計するのは設計コストの観点で現実的ではない。そこで、本研究では、CGRAのハードウェア設計を抽象化し、一つの設計テンプレートから多様な設計を生成できるシステムの開発を開始した。開発には従来用いられてきたVerilogなどのハードウェア記述言語ではなく、Scala言語を拡張して作れられたChiselを用いた。これにより、ハードウェア設計にScala言語が持つオブジェクト指向プログラミングと関数型プログラミングのパラダイムを導入することができた。一方で、ソフトウェア開発の観点では、既存のソフトウェア資源が活用できる必要がある。そこで、既存のソフトウェアコードに指示子(プラグマ)を挿入するだけでCGRAで高速化すべき計算を指定できるコンパイラの開発を開始した。また、IoTデバイスのようなエネルギー制約に厳しい環境を想定し、電力を最適化可能な電圧制御手法の考案をおこなった。

The realization of IoT society requires a high efficiency and efficient computing infrastructure. In this study, we propose a Coarse-Grained Reconfigurable Architecture (CGRA) for computing infrastructure design and development. IoT is designed to meet the requirements of application, processing performance and power constraints. In this study, CGRA design is abstracted, and the development of multi-design is started. Open to the use of Verilog, Scala language, Chisel The Scala language is used to guide the development of the software. A party, software development points, existing software development resources are necessary For example, the existing software is available at the beginning of the development of CGRA's high-speed computing. For example, the Internet of Things (IoT) can be used to optimize the environment, optimize the power supply and control methods.