自律最適化に基づく低消費電力ダイナミック・リコンフィギャラブルVLSIの開発

基于自主优化的低功耗动态可重构VLSI研制

• 批准号: 09J05450
• 负责人: 石原 翔太
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J05450/
• 关键词: FPGA; 低消費電力; 非同期アーキテクチャ; 強誘電体キャパシタ; フローティングゲートMOS; 同期・非同期融合設計; パワーゲーティング; 自律適応制御; 2線方式; 高信頼性; 束データ方式; 複数電源電圧制御; 不揮発メモリ; 強誘電体; 4相2線方式; LEDR方式

リコンフィギャラブルVLSIの消費電力が専用VLSIと比べて十数倍となる問題点がある.また応用範囲の拡大によって,高信頼性・高セキュリティ性が要求されるようになった.本研究では,演算負荷および回路の状態に応じて,電源電圧・演算並列度・故障修復などを自律的にリアルタイムで最適化するアーキテクチャを開拓する.本年度は,以下の研究を実施した.(1)自律細粒度パワーゲーティングに基づく低消費電力アーキテクチャの評価回路モジュールの使用状況を自律的に検出できるという非同期方式の特長を活用して,リコンフィギャラブルVLSIの高速性・低電力性を両立できる,パワーゲーティング及び電源電圧制御を自律的に行う制御方式およびアーキテクチャの評価を行なった.(2)低消費電力・小面積を達成する不揮発ロジックの開発パワーゲーティングでは,記憶素子を含めて電源をオフと記憶状態が消えてしまうため,CMOS回路では記憶素子の電源をオフにして静的消費電力を削減することができない.そこで,電源をオフにしても記憶状態が消えない不揮発索子のフローティングゲートMOSおよび強誘電体を活用した.小面積・低消費電力を実現するため,多値記憶・多値演算一体化技術および演算機能を可変にできる手法を開拓した.(3)低消費電力を達成する同期・非同期ハイブリッドアーキテクチャの試作と評価本研究で提案されている非同期式回路を活用した自律最適化技術を適用すると,回路は無駄な消費電力を大幅に削減できる利点がある.一方,稼働率が高い回路はこのような無駄な消費電力がほとんどなく,回路構成がシンプルな同期式回路のほうが電力効率が良い.本研究では非同期式と同期式それぞれの利点を活かして,それぞれの部分回路が稼働率に応じて同期式回路あるいは非同期式回路に切り替えできるハイブリッドアーキテクチャを提案・試作し,その有効性を明らかにした.

The cost of the VLSI is more than ten times higher than that of the VLSI. You can use a wide range of information, such as high reliability, high reliability, high reliability, In this study, the state of the circuit is calculated, and the power source computer calculates and lists the fault repair and self-regulation of the fault control system. This year, the following studies have been carried out. (1) self-regulation grain size regulation, low energy consumption, high-speed, low-power, low-speed, low-power, high-speed, low-power, low-speed, low-power, low-speed, low-power, high-speed, low-power, low-speed, low-power, high-speed, low-power, high-speed, low-power, low-speed, low-power, high-speed, low-power, low-speed, low-power, high-speed, low-power, low-speed, low-power, high-speed, low-power, high-speed, low-power The mode of self-regulation of the power supply system and the power supply computer system. (2) the small area of low-energy consumption power supply is active in the production of low-cost electricity. The CMOS circuit records the power source, the power source, the power dissipation force, the power supply, the power supply, the power source, the power source, the power source The power source does not change the status of the computer. The cable does not need to be used. The MOS is used to strengthen the use of electronic devices. Small-scale low-resolution electrical power generation systems can achieve high performance, multi-record and multi-simulation integrated technology simulation calculus. (3) low-resolution electrical power generation can be implemented in the same period. This study proposes to optimize the use of non-synchronous loop operating technology and self-regulation technology. There is no cost-saving power consumption in the loop, and the power supply is greatly reduced. On the one hand, the harvest rate is high, and the power consumption rate of the loop is high, and the loop is of the same type. In this study, non-synchronous, synchronous, non-synchronous, non-synchronous, synchronous, non-synchronous, non-synchronous,

项目成果

A Switch Block for Multi-Context FPGAs Based on Floating-Gate-MOS Functional Pass-Gates Using Multiple/Binary Valued Hybrid Signals

基于使用多个/二进制值混合信号的浮栅 MOS 功能传输门的多上下文 FPGA 开关块

• 发表时间: 2011
• 期刊: Journal of Multiple-Valued Logic and Soft Computing
• 影响因子: 1.3
• 作者: Shota Ishihara;Noriaki Idobata;Yoshihiro Nakatani;Masanori Hariyama;and Michitaka Kameyama
• 通讯作者: and Michitaka Kameyama

自律適応電源電圧制御に基づく低消費電力FPGAの構成

基于自主自适应电源电压控制的低功耗FPGA配置

• 发表时间: 2010
• 期刊: 自律適応電源電圧制御に基づく低消費電力FPGAの構成 RECONF2009-69
• 作者: 石原翔太;夏徴帆;張山昌論;亀山充隆
• 通讯作者: 亀山充隆

同期/非同期ハイブリッドアーキテクチャに基づく低消費電力FPGAの構成

基于同异步混合架构的低功耗FPGA配置

• 发表时间: 2010
• 作者: Kunsun Eom;Hiroyuki Arai;Shota Ishihara;Shota Ishihara;Shota Ishihara;Shota Ishihara;Shota Ishihara;Z.Xia;Shota Ishihara;Yoshiya Komatsu;Zhengfan Xia;小松与志也;Yoshiya Komatsu;Yoshiya Komatsu;Shota Ishihara;石原翔太
• 通讯作者: 石原翔太

A Low-Power FPGA Based on Autonomous Fine-Grain Power Gating

• DOI: 10.1109/tvlsi.2010.2050500
• 发表时间: 2011-08
• 期刊: IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems
• 影响因子: 2.8
• 作者: S. Ishihara;M. Hariyama;M. Kameyama

Synchronising logic gates for wave-pipelining design

用于波流水线设计的同步逻辑门

• 发表时间: 2010
• 期刊: Electronics Letters
• 影响因子: 1.1
• 作者: Z.Xia;S.Ishihara;M.Hariyama;M.Kameyama
• 通讯作者: M.Kameyama