デザインガイア2019

2019年11月13日~11月15日に愛媛県男女共同参画センターで開催された電子情報通信学会デザインガイア2019にて,M2の党が発表を行いました(発表日は14日).

組合せ最適化問題の近似解を効率的に求める手法としてイジングモデルを用いる解法が注目を集めています.一方で,代表的な組合せ最適化問題として巡回セールスマン問題が知られていますが,イジングモデルを用いて巡回セールスマン問題を解こうとすると制約条件を満たす解が得られにくく,制約条件を満たす解を得られたとしても解の品質が十分でないという課題が存在します.本発表では,制約条件を満たしやすく,かつ,高品質の解を求めることができるように,グリッド分割を併用する解法を提案しました.巡回セールスマン問題のベンチマークを用いて計算機シミュレーションを行い,提案手法によってイジングモデルを用いた既存解法と比べて解の平均値が最大で72.8%改善されることを確認しました.

  • 党 璋, 西川 剛史, 佐藤 高史: “グリッド分割を用いたイジングモデルによる巡回セールスマン問題の解法”, 電子情報通信学会技術研究報告(デザインガイア2019 -VLSI設計の新しい大地-)(於 愛媛県男女共同参画センター), Vol.119, No.282, VLD2019-40, pp.97-102, 2019年11月.
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第188回SLDM研究会優秀発表学生賞

11/13〜11/15に開催されたデザインガイア2019にて,M2の党が「第188回SLDM研究会優秀発表学生賞」を受賞しました.受賞対象論文は以下の通りです。

  • 党 璋, 佐藤 高史: “レプリカ交換イジングモデルソルバにおけるレプリカトポロジーと温度割当方法に関する検討”, システムとLSIの設計技術(SLDM)研究会 (於 東工大大岡山キャンパス), 2019-SLDM-188, vol.2, pp.1-6, 2019年5月.
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SASIMI2019

2019年10月21日〜10月22日に台湾台南市で開催されたThe 22nd Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI2019)にて,本研究室M1の小野,大島,久米がポスター発表を行いました(発表日は小野が21日,大島,久米が22日).各発表の内容は以下の通りです.

小野の発表は,耐量子暗号プロトコル向けモジュロ乗算器アーキテクチャの性能向上についての提案です.量子コンピュータの発展により,量子コンピューティングへの耐性を持った暗号の実用化が必要とされており,小型デバイスに対しては暗号機能の低電力な実装が求められています.本発表では,既存のASIC上のアーキテクチャをベースとし,出力部の2つの剰余演算回路を取り除いて入力部に1つだけ代わりに追加することで,同等の機能を実現しつつ回路規模と演算ステップ数の双方が削減されたアーキテクチャを提案しました.論理合成ツールを用いて性能の評価を行い,遅延時間,面積,消費電力の全てについて既存のものより良い性能を得られることを示しました.

大島の発表は,デジタル回路における継時劣化を感知するためのセンサの提案です.CMOS論理回路は,回路の動作に伴い信号伝搬遅延が増加するため,誤動作発生までの回路の残り寿命を推定するセンサが必要とされています.本発表では,遅延の大きい信号経路のpMOSFETの劣化が信号伝搬遅延に大きく相関することに着目し,それらのpMOSFETのレプリカを回路内に作成して,劣化によるレプリカの電流変化を感知することにより信号伝搬遅延の増加を推定する手法を提案しました.数値実験により,レプリカの劣化を十分なセンサ出力の変化として観測できること,回路に与える入力信号に大きく依存する遅延劣化を反映した推定が可能であることを示しました.

久米の発表は、Recurrent Neural Networkの一種であるEcho State Network (ESN)のハードウェア実装に関する提案です。入力を受け取る入力層及び再帰構造を持つ中間層を総称してreservoirと呼び、ESNではreservoirで用いられる重みは学習を必要とせず、ランダムな固定値が用られます。本発表では、この性質がハードウェア実装に適していることに着目し、MOSFETを用いたクロスバアレイ回路による重みの表現手法、再起構造による収束性に寄与するパラメータの設定手法、及び精度向上のためのESN全体のアーキテクチャを提案しました。回路シミュレーターによる実験により、正常に動作することと、高い精度の推論が可能であることを示しました。

  • Tatsuki Ono, Song Bian, Takashi Sato, “Improved Multiplier Architecture on ASIC for RLWE-based Key Exchange,” in Proc. the 22nd Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI2019) (Shangri-La’s Far Eastern Plaza Hotel, Tainan, Taiwan), pp.39-40, October 2019.
  • Kunihiro Oshima. Song Bian, Takashi Sato, “Estimation of NBTI-Induced Timing Degradation Considering Duty Ratio,” in Proc. the 22nd Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI2019) (Shangri-La’s Far Eastern Plaza Hotel, Tainan, Taiwan), pp.330-335, October 2019.
  • Yuki Kume, Masayuki Hiromoto, Takashi Sato, “A Tuning-Free Reservoir of MOSFET Crossbar Array for Inexpensive Hardware Realization of Echo State Network”, in Proc. the 22nd Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI2019) (Shangri-La’s Far Eastern Plaza Hotel, Tainan, Taiwan), pp.324-349, October 2019.
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BioCAS2019

2019年10月17日~19日に,奈良春日野国際フォーラムで開催されたBioCAS2019 (Biomedical Circuits and Systems Conference)にて,本研究室M2の中村がポスター発表を行いました(発表日は10月17日).

中村の発表は光電容積脈波(PPG)からの心拍数推定手法に関するものです.人間の心拍数は健康状態や運動時の負荷の客観的な指標になるため,日常的な心拍数の計測により,健康管理や効率的なトレーニングに役立てることができます.PPGは装置が簡易なため日常的な測定に適していますが,体動などによるノイズの影響を受けやすいという問題があります.これに対し本研究では,畳み込みニューラルネットワークによる特徴抽出を利用した,ノイズに強い心拍推定手法を提案しました.評価の結果,一般的な周波数解析アルゴリズムであるFFTと比較し,提案手法はより高い精度で推定が行えることを確認しました.

  • Masaki Nakamura and Takashi Sato, “Heart rate estimation during exercise from photoplethysmographic signals using convolutional neural network,” in Proc. Biomedical Circuits and Systems Conference (BioCAS), October 2019.
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ICSCRM2019

2019年9月29日~10月4日に国立京都国際会館で開催されたInternational Conference on Silicon Carbide and Related Materials 2019 (ICSCRM 2019)にて,共同研究を行っている新谷先生(奈良先端科学技術大学院大学)が研究発表を行いました (発表日は10月4日)。

この発表は,SiCに代表されるパワートランジスタを高速かつ低損失でスイッチングするためのゲートドライバ回路に関するものです.3レベルの電圧を出力するゲートドライバ回路を新たに構成して,高速スイッチングに伴うオーバーシュート電圧を低減します.本回路を自己フィードバックにより外部からの制御信号を与えることなく自律的に動作させることより,電力損失を23%低減できることを示しました.

  • Michihiro Shintani, Kazuki Oishi, and Takashi Sato, “A three-level active gate drive circuit for power MOSFETs utilizing a generic gate driver IC,” in Proc. International Conference on Silicon Carbide and Related Materials (ICSCRM), Fr-3A-04, September 2019.
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研究室旅行2019

9/8(日),9(月)に,岐阜県へ研究室旅行に行きました.一日目はひるがの高原に滞在し,ジップライン体験やBBQなどを行いました.
二日目は世界遺産白川郷や,高山市内の観光を行いました.道中,滝や湖などにも立ち寄り,大自然の中で大いにリフレッシュした二日間となりました.

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BioCAS採択決定

以下の論文が国際会議BioCAS2019 (Biomedical Circuits and Systems Conference)に採択されることが決まりました。

  • Masaki Nakamura and Takashi Sato, “Heart Rate Estimation During Exercise from Photoplethysmographic Signals Using Convolutional Neural Network,” in Proc. Biomedical Circuits and Systems Conference (BIOCAS), (to appear).
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SSDM 2019

2019年9月2日~5日に名古屋大学東山キャンパスで開催されたInternational Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM)にてM1の大島が研究発表を行いました (発表日は9月5日)。

大島の発表は,有機薄膜トランジスタの特性変動に関するものです.有機薄膜トランジスタはエマージングデバイスの一つで,印刷プロセスによる製造コストの低さ等で注目される一方,劣化による短寿命が課題とされています.本発表では,有機薄膜トランジスタのバイアス・ストレス劣化の発生要因を比較し,バイアス・ストレス劣化がゲート電圧により進行することを示しました.また,バイアス・ストレス劣化モデルに関して,劣化のみを表現する既存モデルに回復項を付け加えることで測定結果にみられる特性回復を表現できることを示しました.

  • Kunihiro Oshima, Michiaki Saito, Michihiro Shintani, Kazunori Kuribara, Yasuhiro Ogasahara, and Takashi Sato, “Experimental study of bias stress degradation of organic thin film transistors,” in Proc. International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM), pp.89-90, September 2019.
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DAシンポジウム2018優秀発表学生賞・デザインガイア2018優秀発表学生賞

8/28〜8/30に開催されたDAシンポジウム2019にて,本研究室修了生(発表当時D2)の辺が「DAシンポジウム2018優秀発表学生賞」を、M1の大島が「デザインガイア2018 優秀発表学生賞」を受賞しました.受賞対象論文は以下の通りです。

  • 辺 松, 廣本 正之, 佐藤 高史: “Approximate computingを用いたLWE暗号の高効率復号回路”, 情報処理学会DAシンポジウム2018 (於 石川県加賀市山代温泉 ゆのくに天祥), pp.208-213, 2018年8月.
  • 大島 國弘,辺 松,廣本 正之,佐藤 高史: ”レプリカセンサを用いたNBTIによる回路特製変動予測に関する検討, ” 電子情報通信学会技術研究報告(デザインガイア2018-VLSI設計の新しい大地-)(於 サテライトキャンパスひろしま), Vol.118, No.334, VLD2018-67, pp.195-200, 2018年12月.
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ASPDAC2020採録決定

以下の論文が2020年1月13日より開催予定の国際会議 ASP-DAC2020 (25th Asia and South Pacific Design Automation Conference) に採択されることが決まりました(採択率34.4%=86/250).

  • Yuki Kume, Song Bian, and Takashi Sato, “A tuning-free hardware reservoir based on MOSFET crossbar array for practical echo state network implementation,” in Proc. ACM/IEEE Asia and South Pacific Design Automation Conference (ASPDAC), January 2020. (accepted)
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