次世代無線通信向けベースバンド処理システムLSIの設計環境に関する研究

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ベースバンド処理の基本要素となる,低消費電力LDPC符号器・復号器,さらに,OFDM変復調回路の設計に取りかかった.ターゲットとするベースバンド処理回路はOFDM変復調方ならびにLDPC符号に対応し,2,000以上のサブキャリアと10,000万ビット以上の符号長で変復調ならびに符号化・復号化を可能とする.LDPC復号回路では,符号長に比例して,復号中間値を保持するメモリ容量が増大する.また,OFDM変復調回路は,主に,FFT回路から構成されるが,その回路規模は,サブキャリア数,つまり,時間軸上の合成波におけるポイント数に比例する.これらの要素回路の低消費電力化が次世代無線通信処理用ベースバンド処理回路を実現するための重要な研究課題となる.LDPC復号処理用の回路設計では,長い符号長に対応するLDPC復号器の消費電力を削減するために,復号中間値を圧縮する手法を提案した.圧縮手法を導入すると,圧縮後の中間値をSRAMに保持する時に発生する消費電力の削減が可能となった.しかしながら,圧縮された,中間値をSRAMから読み出し,復元する際に発生する消費電力が余計にかかるため,全体として,復号にかかる消費電力が1.2倍程度に増大した.この問題を解決するために,従来,長い符号長に対応するLDPC復号器に適用されてきたSRAMを用いずに,クロックゲーティングされた,シフトレジスタの構造を持つ多出力FIFOの構造を提案した.これをLDPC復号器に適用することにより,LDPC復号器の半分以上を占めるメモリの消費電力を約52%削減することができた.提案した復号中間値圧縮手法ならびに,圧縮された中間値の読み出し,書き出しを少ない消費電力で実現するメモリの構造をVerilog HDL言語を用いて記述して,復号器全体を実装した結果,復号器全体で約18%の消費電力を削減することに成功した.