Advances and Applications of Hardware Specialization Techniques

硬件专业化技术的进展与应用

• 批准号: 19500042
• 负责人: ICHIKAWA Shuichi
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19500042/
• 关键词: 計算機システム; 小型化; 高速化; Field Programmable Gate Array (FPGA); 部分評価; 多様化; セキュリティ; 組込みシステム; FPGA

If the input of logic circuit is partially or wholly predetermined, the circuit can be optimized to reduce the logic scale and to improve the maximum operational frequency. This technique is called "hardware specialization". Since the derived circuit depends on the predetermined input data, it is reasonable to adopt reconfigurable logic devices (e.g., FPGA) to implement specialized circuit. In this project, the following three cases were examined as practical examples of hardware specialization techniques : (1) conversion of control software into logic circuit for small and highly responsive control systems, (2) diversification of processor for secure applications by giving different instruction sets for each instance, and (3) optimization of computer cluster configurations for a specific set of application and data size.

如果逻辑电路的输入部分或全部是预先确定的，则可以对电路进行优化，以减小逻辑尺度，提高最大工作频率。这种技术被称为“硬件专门化”。由于导出电路依赖于预定的输入数据，因此采用可重构逻辑器件（如FPGA）实现专用电路是合理的。在这个项目中，以下三个案例作为硬件专业化技术的实际例子进行了研究：(1)将控制软件转换为小型和高响应控制系统的逻辑电路，(2)通过为每个实例提供不同的指令集来实现安全应用程序处理器的多样化，以及(3)针对特定应用程序和数据大小的计算机集群配置的优化。

项目成果

鍵埋め込み型AES暗号化回路のFPGAによる実装と評価

使用FPGA实现密钥嵌入AES加密电路并评估

• 发表时间: 2009
• 作者: 松岡俊佑;市川周一
• 通讯作者: 市川周一

Diversification of Processors Based on Redundancy in Instruction Set

基于指令集冗余的处理器多样化

• 发表时间: 2008
• 期刊: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences Vol.E91-A,No.1
• 作者: Shuichi Ichikawa;Takashi Sawada;Hisashi Hata
• 通讯作者: Hisashi Hata

マルチコアPCクラスタのためのプロセス配置法の検討

多核PC集群进程调度方法研究

• 发表时间: 2009
• 作者: 吉田幸太郎;市川周一
• 通讯作者: 市川周一

RSラッチのメタスタビリティを利用した真性乱数生成回路

利用RS锁存器亚稳态的真随机数生成电路

• 发表时间: 2009
• 作者: 市川周一;畑尚志
• 通讯作者: 畑尚志

An FPGA implementation of hard-wired sequence control system based on PLC software

基于PLC软件的硬连线顺序控制系统的FPGA实现

• 期刊: IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering (to appear)
• 作者: Shuichi Ichikawa;Masanori Akinaka;Hisashi Hata;Ryo Ikeda;Hiroshi Yamamoto
• 通讯作者: Hiroshi Yamamoto