平成16年 度産学連携研究推進事業 成果報告書
高 機 能 携 帯 機 器 向 け リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル
プ ラ ッ トフ ォ ー ム
(リ ー ドソ ロモ ン符 号 処 理 の ハ ー ドウエ ア に よ る高 速 化)
報告者 理工学部電気電子工学科 教授 共 同研究者(株)三 栄ハイテ ックス 営業本部 副所長
神戸 尚志 九州事業所 大石英 一
1.背 景
各 種 電 子 機 器 の 電 気 的 制 御 部 分 は 、 プ ロセ ッサ とそ の 上 で 動 作 す る ソ フ トウエ ア 、特 徴 的 な 機 能 を 実 現 す る 専 用 ハ ー ドウエ ア で 構 成 され 、現 在 、企 業 ご とに 個 別 に 多 大 な 手 間 を か け て 開発 され て い る 。
2.目 的
電 子 機 器 の 共 通 す る電 気 的 制 御 部 分 を プ ラ ッ トフ ォ ー ム と して 共 通 的 に 開 発 し、付 加 機 能 を追 加 す る だ け で 商 品 の 差 別 化 を 可 能 とす る環 境 を 構 築 す る。
これ に よ り、 大 規 模 な 設 計 チ ー ム を 持 た な い 中 小 企 業 で も 、 高 性 能 な 電 子 機 器 を短 期 間 に 開 発 で き る。 さ らに 、 特 長 機 能 を実 現 す る 専 用 ハ ー ドウエ ア を 用 途 ご と に 開 発 す る こ と に よ り、 高 価 な プ ロセ ッサ を 用 い ず に 、 高機 能 ・低 消 費 電 力 化 を 実 現 出 来 る。
3.研 究 組 織
近 畿 大 学 モ ノ 作 り専 攻 をべ 一 ス に 、(株)三 栄 ハ イ テ ッ ク ス と シ ス テ ム 設 計 工 学 研 究 室 が 連 携 して 開 発 を 行 う。
4.研 究 方 法
C言 語 か らハ ー ドウ エ ア を 自動 生 成 す る 技 術(BACH)と ソ フ ト ・ハ ー ド協 調 検 証 装 置 (RIVERA‑IPT)を 用 い て 、 ア ル ゴ リズ ム を 実 現 す る ソ フ トウエ ア に つ い て 、 多 大 な 計 算 を 要 す る 機 能 を ハ ー ドウ エ ア 化 し 、 安 価 な プ ロセ ッ サ と専 用 回 路 で 所 望 の 機 能 を実 現 す る。
以 下 に 音 声 認 識 機 能 の 例 を 図 示 す る。
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平成16年 度産学連携研究推進事業 成果報告書
灘灘鑛鐵
音声特徴量の抽出
全 フレーム 分 の 特 徴 量 を入 力
計算結 果の出力
通信 部 メモリを用 いた通信
欝網繍麟鐵 撚灘麟 繍
鍵難灘響' 灘1徽 難轍鱗編騰 纐
騰 麹磯 講灘灘 幽鐵雛購誹簾図鐵 ハ ー ドウェア部
ウ
処理順序
通信 入出力
音 声 認 識 機 能 の ブ ロ ッ ク 図
ソ フ ト ・ハ ー ド協 調 検 証 装 置(RIVERA‑IPT)
5.研 究 成 果
・リー ドソ ロ モ ン 符 号 処 理 の ハ ー ドウエ ア に よ る高 速 化
以 下 の 表 に 示 す よ うに 、回 路 規 模 を 約60%削 減 し、約16倍 の 処 理 ス ピー ドを実 現 した 。
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平成16年 度産学連携研究推進事業 成果報告書
回 路 規 模(ゲ ー ト 数)
処 理 速 度(μ s)
最適化前
16,640 575,750最適化後
10,313 36,400・音 声 認 識 機 能
従 来 ソ フ トウエ ア が1GHz以 上 の プ ロセ ッサ を 必 要 と した の に 対 し、 約40%の 性 能 向 上 を 達 成 し、今 回 開 発 した シ ス テ ム は6001皿zの プ ロセ ッサ と専 用 ハ ー ドウ エ ア で 動 作 可 能 と した 。
6.今 後 の展 開
リー ドソ ロモ ン符 号 処 理 用 回 路 を リ コ ン フ ィ ギ ャ ラ ブ ル プ ロセ ッサ に 搭 載 し、 さ ら に効 率 化 を 図 る。
さ らに 、 ソ フ トウ エ ア を プ ロセ ッサ に 搭 載 し、 専 用 回 路 をFPGAに 搭 載 し、 音 声 認 識 、 粒 子 追 跡 な ど実 際 に試 用 可 能 な シ ス テ ム を構 築 す る。
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