高速大容量ネットワークプロセッサ設計システムに関する研究

高速大容量网络处理器设计系统研究

• 批准号: 15700071
• 负责人: 戸川 望
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Waseda University (2005)The University of Kitakyushu (2003-2004)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15700071/
• 关键词: ネットワークプロセッサ; HW; SW協調設計; アーキテクチャ設計; 命令セットアーキテクチャ; 通信処理; 暗号化ハードウェア; 分枝限定法; 抽象動作記述

本研究では,ネットワーク環境専用の高速大容量ネットワークプロセソサを計算機によって自動設計するシステム環境を構築することを目的とする.提案する高速大容量ネットワークプロセッサ設計システムは,仮想ネットワークプロセッサなるモデル化を計算機内部で行うことで,システムLSI設計におけるハードウェア/ソフトウェア協調設計の概念をプロセッサ設計に導入したものである.平成17年度には,提案構築中の高速大容量ネットワークプロセッサ設計システムにおけるソフトウェア設計ならびにソフトウェア合成に取り組んだ.特に,プロセッサの抽象記述から,プロセッサハードウェアを自動で合成するアルゴリズム開発,ならびに専用プロセッサ向けソフトウェア環境の自動生成に主眼を置き,さらに,提案システム全体の評価を行った.以下の手順に沿って研究を進めた.(1)平成15年度,平成16年度の研究成果を踏まえ,ネットワークプロセッサ上で動作するソフトウェア環境を自動で合成するアルゴリズムを考案,確立した.特に,ネットワーク連係処理を念頭に,1つのネットワークアプリケーションを,複数のサブプロセスに分割し,これらが連係して処理されるようなシステム構成ならびにネットワークモデルを構築し,体系化ならびに評価した.評価実験の結果,既存モデルに比較して,連係処理による設計空間の広がりにより,約20%程度のネットワーク性能の向上を見ることができた.(2)これまでに構築されたシステム環境によって設計されたネットワークプロセッサを,ハードウェア記述言語によって実現して,(1)で構築されたソフトウェアと共に,面積,動作周波数等の性能を具体的に評価した.今後,残された研究課題は,提案したネットーワークモデルのアーキテクチャボトルネックの解消ならびによりスケーラビリティのあるシステム設計である.

This study で は, ネ ッ ト ワ ー 専 ク environment with の high speed large capacity ネ ッ ト ワ ー ク プ ロ セ ソ サ を computer に よ っ て automated design す る シ ス テ ム environment を construct す る こ と を purpose と す る. Proposal す る high speed large capacity ネ ッ ト ワ ー ク プ ロ セ ッ サ design シ ス テ ム は, 仮 think ネ ッ ト ワ ー ク プ ロ セ ッ サ な る モ デ ル the internal computer line で う を こ と で, シ ス テ ム LSI design に お け る ハ ー ド ウ ェ ア / ソ フ ト ウ ェ ア coordination design concept の を プ ロ セ ッ サ design に import し た も の で あ る. Pp.47-53 17 year に は, proposals to construct の in high speed large capacity ネ ッ ト ワ ー ク プ ロ セ ッ サ design シ ス テ ム に お け る ソ フ ト ウ ェ ア design な ら び に ソ フ ト ウ ェ ア synthetic に group take り ん だ. に, プ ロ セ ッ サ の abstract described か ら, プ ロ セ ッ サ ハ ー ド ウ ェ ア を automatic で す synthesis る ア ル ゴ リ ズ ム 発, な ら び に 専 with プ ロ セ ッ サ to け ソ フ ト ウ ェ ア environment の を き, automatically generate に eye さ ら に, proposal シ ス テ ム all の review 価 を line っ た. を following の hand に along っ て research into め た. (1) 15 year pp.47-53, pp.47-53 16 year の research tread を ま え, ネ ッ ト ワ ー ク プ ロ セ ッ サ で action on す る ソ フ ト ウ ェ ア environment を automatic で す synthesis る ア ル ゴ リ ズ ム を test case, establish し た. に, ネ ッ ト ワ ー ク connecting 処 を thought に, 1 つ の ネ ッ ト ワ ー ク ア プ リ ケ ー シ ョ ン を, plural の サ ブ プ ロ セ ス に し segmentation, こ れ ら が connecting し て 処 Richard さ れ る よ う な シ ス テ ム constitute な ら び に ネ ッ ト ワ ー ク モ デ ル を し, systematic な ら び に review 価 し た. Review 価 be 験 の as a result, the existing モ デ ル に compare し て, connecting 処 Richard に よ る design space の hiroo が り に よ り, about 20% degree の ネ ッ ト ワ ー ク performance の を see upward る こ と が で き た. (2) こ れ ま で に build さ れ た シ ス テ ム environment に よ っ て design さ れ た ネ ッ ト ワ ー ク プ ロ セ ッ サ を, ハ ー ド ウ ェ ア account words に よ っ で て be presently し て, (1) build さ れ た ソ フ ト ウ ェ ア と に, total area, action cycle for such の を specific に performance evaluation 価 し た. Research topics in the future, the residual さ れ た は, proposal し た ネ ッ ト ー ワ ー ク モ デ ル の ア ー キ テ ク チ ャ ボ ト ル ネ ッ ク の null な ら び に よ り ス ケ ー ラ ビ リ テ ィ の あ る シ ス テ ム design で あ る.

项目成果

SIMD型プロセッサコア向けHW/SW協調合成システムにおけるパイプライン演算ユニット生成手法

SIMD处理器核软硬件协同系统中流水线操作单元生成方法

• 发表时间: 2005
• 期刊: 電子情報通信学会 回路とシステム軽井沢ワークショップ
• 作者: Tomoyuki Ohta;Yasuo Masuda;Kouichi Mitsukawa;Yoshiaki Kakuda;Atsushi Ito;M.Hashizume;栗原輝他
• 通讯作者: 栗原輝他

インダクタンスを考慮した配線遅延の近以式による見積もり

使用近似公式估计考虑电感的布线延迟

• 发表时间: 2005
• 期刊: 電子情報通信学会第18回回路とシステム軽井沢ワークショップ論文集
• 作者: 鈴木康成;宮岡祐一郎;戸川望;柳澤政生;大附辰夫
• 通讯作者: 大附辰夫

レジスタ分散・共有アーキテクチャを対象としたフロアプラン指向高位合成手法

面向布局的寄存器分布式/共享架构高级综合方法

• 发表时间: 2005
• 期刊: 情報処理学会システムLSI設計技術研究会 22
• 作者: Xuefeng Bai;Tomoyuki Ohta;Yoshiaki Kakuda;Atsushi Ito;大智輝他
• 通讯作者: 大智輝他

An efficient algorithm/architecture codesign for image encoders

图像编码器的高效算法/架构协同设计

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proc.IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems (MWSCAS 2004)
• 作者: 鈴木康成;マルタ ディナタ アンワー;戸川望;柳澤政生;大附辰夫;Y.Miyaoka他;Youhua Shi他;J.Choi他
• 通讯作者: J.Choi他

SIMD型プロセッサコア向けHW/SW分割における内部演算並列度最適化手法

SIMD处理器内核硬件/软件划分中内部算术并行性的优化方法

• 发表时间: 2004
• 期刊: 電子情報通信学会第17回回路とシステム軽井沢ワークショップ論文集
• 作者: 川津秀樹;他
• 通讯作者: 他