ハードウェアアルゴリズムの高水準設計技術の開拓

开发硬件算法的高级设计技术

• 批准号: 18700037
• 负责人: 本間 尚文
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18700037/
• 关键词: 計算機システム; システムオンチップ; VLSI設計技術; 算術アルゴリズム; 形式的設計

平成19年度は交付申請書の(1)および(2)に対応して以下の2項目について研究を行った.(1)平成19年度に拡張したARITH記述に対する形式的検証手法を検討した.拡張したARITHでは,算術式と論理式が混在したハードウェアアルゴリズムを記述可能である.従来のARITH記述への形式的検証手法を拡張し,論理式から算術式への等価変換を行ったうえで数式処理により正当性を証明する手法について検討するとともに,プロトタイプソフトウェアを開発した.また,数式処理による検証手法のみでは算術演算を論理レベルで最適化したアルゴリズム等の場合に検証時間が増大すると予想されるため,並行して^*BMD(Multiplicative Binary Moment Diagram)に基づく従来の形式的検証技術をARITH記述に適用する手法を検討した.従来の検証手法と数式処理による検証手法を連携したプロトタイプ処理系のテストを行うとともに検証の実行時間や信頼性などの評価実験を実施した.(2)平成19年度に設計したデータパスモジュールの性能評価を実施した.代表的なアルゴリズムに基づくモジュールを系統的に生成し,論理合成および配置配線ソフトウェアにより性能を概算した.性能評価の結果は,参照データとしてWeb上に公開した.また,拡張したARITHの応用として,暗号処理向けデータパスモジュールの自動生成を試みた.特に,RSAやElGamal暗号といった公開鍵暗号方式で必須となるモンゴメリ乗算器の生成をターゲットとした.モンゴメリ乗算器には多様な実現方法が存在するが,特に積和演算器を基本とした回路構造の生成を実施した.

In 2019, we submitted an application for (1) and (2) the following 2 projects. (1)In 2019, the ARITH report was published in the form of an investigation report. The arithmetic and logical expressions are mixed together. The proof method of the form of ARITH description is expanded, and the logical expression is changed from the arithmetic expression to the equivalent transformation. The mathematical expression is processed to prove the validity of the method. In addition, in the case of mathematical formula processing, the verification technique is applied to arithmetic calculation, logic optimization, optimization, etc., the verification time is increased, and the verification technique is applied to BMD(Multiplicative Binary Moment Diagram), which is a basic form of verification technique. The method of verification and the method of numerical processing are carried out in conjunction with the method of verification and the method of evaluation. (2)Heisei 19 years of design and performance evaluation of the project implementation The representative of the system is the generation, logical synthesis and configuration of the basic network, and the estimation of its performance. The results of the performance evaluation are published on the Web. For example, if you want to use ARITH, you can use ARITH to automatically generate ARITH. In particular,RSA ElGamal secret code and public key secret code must be generated by the computer. A multi-component algorithm exists for a multi-component algorithm, especially for a product-sum algorithm, which generates basic loop structures.

项目成果

Application of symbolic computer algebra to arithmetic circuit verification

符号计算机代数在运算电路验证中的应用

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of the 2007 International Conference on Computer Design
• 作者: Takayuki Moritani;Shinsaku Hiura;Kosuke Sato;Yuki Watanabe
• 通讯作者: Yuki Watanabe

Formal Design of Decimal Arithmetic Circuits Using Arithmetic Description Language

使用算术描述语言的十进制算术电路的形式化设计

• 发表时间: 2006
• 期刊: 2006 IEEE International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems
• 作者: N. Homma;Y. Watanabe;T. Aoki;T. Higuchi;Yuki Watanabe;Naofumi Homma;Katsuhiko Degawa;Koichi Ito;Naofumi Homma;Naofumi Homma;Koichi Ito;Yuki Watanabe
• 通讯作者: Yuki Watanabe

Systematic Interpretation of Redundant Arithmetic Adders in Binary and Multiple-Valued Logic

二进制和多值逻辑中冗余算术加法器的系统解释

• 发表时间: 2006
• 期刊: IEICE Transactions on Electronics E89-C
• 作者: Koichi Ito;Naofumi Homma
• 通讯作者: Naofumi Homma

Formal design of arithmetic circuits based on arithmetic description language

• DOI: 10.1093/ietfec/e89-a.12.3500
• 发表时间: 2006-12-01
• 期刊: IEICE TRANSACTIONS ON FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS COMMUNICATIONS AND COMPUTER SCIENCES
• 影响因子: 0.5
• 作者: Homma, Naofumi;Watanabe, Yuki;Higuchi, Tatsuo
• 通讯作者: Higuchi, Tatsuo

Arithmetic Module Generator Based on Arithmetic Description Language

基于算术描述语言的算术模块生成器

• 发表时间: 2006
• 期刊: The 13th Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Information Technologies
• 作者: N. Homma;Y. Watanabe;T. Aoki;T. Higuchi;Yuki Watanabe
• 通讯作者: Yuki Watanabe