研究者詳細 - 渡邊　実

MISC - 渡邊　実

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36コンテキストダイナミック光再構成型ゲートアレイ

中島真央, 渡邊実

電子情報通信学会技術研究報告. CPM, 電子部品・材料 109 ( 174 ) 41 - 46 2009年8月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

我々は次世代の大容量メモリであるホログラムメモリとプログラム可能なゲートアレイを組み合わせることにより仮想大規模ゲートの実現とVLSIの性能向上が可能な光再構成型ゲートアレイの研究を行っている.加えて再構成コンテキストを読み取るフォトダイオードをダイナミックメモリとしても使用することによりVLSIのさらなる高ゲート規模化を実現するダイナミック光再構成型ゲートアレイの研究も行っている.これまでダイナミック光再構成型ゲートアレイにおいてナノ秒オーダの高速再構成,16コンテキストの実装に成功してきた.本稿では,その研究をさらに進め,既存のマルチコンテキストデバイスを超える36個の再構成コンテキストを実装したダイナミック光再構成型ゲートアレイについて報告する.

不揮発性体積型ホログラムメモリを用いたダイナミック光再構成型ゲートアレイの故障耐性

間渕隆之, 宮城賢二, 渡邊実, 荻原昭文

電子情報通信学会技術研究報告. CAS, 回路とシステム 109 ( 110 ) 109 - 112 2009年6月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

我々は従来のLSI技術に光メモリ技術を組み合わせることで高速に演算を行うダイナミック光再構成型ゲートアレイ(ORGA:Otipcally Reconfigurable Gate Array)の研究開発を進めている.光再構成型ゲートアレイはレーザアレイ,ホログラムメモリ,ゲートアレイVLSIの3つの要素で構成され,ホログラムメモリから完全並列に再構成コンテキストを読み出すことにより,高速な再構成が可能である.このデバイスは構造上,高い不良耐性を持つため,我々は宇宙分野への応用に関しても研究を進めている.今回は不揮発性体積型液晶ホログラムメモリを導入したダイナミック光再構成型ゲートアレイの不良耐性に関する研究結果を報告する.

デジタルミラーデバイスを用いた光再構成

森田裕宣, 渡邊実

電子情報通信学会技術研究報告. CAS, 回路とシステム 109 ( 110 ) 113 - 116 2009年6月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

近年,トランジスタの微細化による集積回路の性能の向上が限界に達しつつあり,性能向上の一つの手段として再構成デバイスに注目が集まっている.そのような中で我々は,再構成デバイスの一種,ホログラムメモリ,レーザアレイ,ゲートアレイVLSIから構成される光再構成型ゲートアレイの研究を進めている.このデバイスではレーザ光源によってホログラムメモリから回路情報を選択的に読み出し,ゲートアレイVLSIを逐次的に書き換えながら処理をすることが可能である.仮想的に大規模なゲート規模が実現できることと,パラレルに転送により高速な再構成が可能という利点がある.しかし,より少ないパワーで高速な再構成を実現するためにはより高効率なホログラムメモリが必要である.そこで,この度は、DMD(Digital Micromirror Device)をホログラムメモリとして使用した新しい光再構成技術について報告する.

16コンテキスト光再構成型ゲートアレイ

中島真央, 渡邊実

電子情報通信学会技術研究報告. CS, 通信方式 108 ( 455 ) 61 - 65 2009年2月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

現在のVLSI技術の代替を目指し,光再構成ゲートアレイの研究が進められている.光再構成型ゲートアレイは大容量のホログラムメモリとプログラム可能なVLSIが組み合わされたもので,仮想的に大規模なゲートアレイが実現できるとともに,ホログラムメモリとVLSI間の光配線によって高速かつ動的な再構成が可能である.そのような研究の中で,再構成コンテキストを読み取るフォトダイオードをダイナミックメモリとしても使用することによりVLSIの大規模ゲート化を実現できるダイナミック光再構成型ゲートアレイの研究も進められている.本稿ではホログラムメモリ内に16個の再構成コンテキストを持つダイナミック光再構成型ゲートアレイの開発結果について報告する.

不揮発性液晶ホログラムメモリを用いた光再構成型ゲートアレイ

間渕隆之, 宮城賢二, 渡邊実, 荻原昭文

電子情報通信学会技術研究報告. CS, 通信方式 108 ( 455 ) 67 - 70 2009年2月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

我々は光によって再構成を行う光再構成型ゲートアレイ(ORGA:Otipcally Reconfigurable Gate Array)の研究を進めている.光再構成型ゲートアレイはレーザアレイ,ホログラムメモリ,ゲートアレイVLSIの3つの要素で構成され,ホログラムメモリから完全並列に再構成コンテキストを読み出すことにより,高速な再構成が可能である.本稿では不揮発性で光書き込み可能なデバイスを使用した光再構成型ゲートアレイの試験結果について示す.

9 コンテキスト・プログラマブル光再構成型ゲートアレイとライター

久保田慎也, 渡邊実

研究報告システムLSI設計技術（SLDM） 2009 ( 7 ) 37 - 40 2009年1月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人情報処理学会

近年，将来予想される集積回路の高性能化の鈍化に対する打開策として，光によって動的に再構成ができる光再構成型ゲートアレイの研究が進められている．この光再構成型ゲートアレイは，レーザアレイ，ホログラムメモリ，ゲートアレイ VLSI から構成され，レーザアレイ部からの光の照射によってホログラムメモリ内に記憶されたコンテキスト情報を選択的に読み出し，ゲートアレイ VLSI を動的に書き換えていく新しいタイプの VLSI である．しかし，これまでの研究ではホログラム内の回路情報を書き換える事については考慮されていなかった．そこで我々は，ライターを用いることによって外部からホログラムメモリを書き換える事ができる新しいタイプの光再構成型ゲートアレイの開発を進めている．本稿では，光メモリ部に 9 つのコンテキストまで実装できることを実証した試験結果について報告する．Recently, optically reconfigurable gate arrays (ORGAs) that can realize dynamic reconfiguration have been developed. The ORGAs consists of a holographic memory, a laser array, and a gate array VLSI. ORGAs are new type VLSIs, the gate arrays of which are optically reconfigured using diffraction patterns from a holographic memory that is addressed using a laser diode array. However, conventional ORGAs have one important shortcoming. They cannot be reprogrammed after fabrication. Therefore, to improve that shortcoming, we have been developing a programmable optically reconfigurable gate array architecture. So, this paper presents the demonstration of a programmable 9-contexts optically reconfigurable gate arrays and its writer.

その他リンク： http://id.nii.ac.jp/1001/00061224/

4 コンテキスト光再構成型ゲートアレイの実証

間渕隆之, 渡邊実

研究報告システムLSI設計技術（SLDM） 2009 ( 7 ) 41 - 44 2009年1月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人情報処理学会

我々は光によって再構成を行う光再構成型ゲートアレイ (ORGA: Optically Reconfigurable Gate Array) の研究を進めている．光再構成型ゲートアレイはレーザアレイ，ホログラムメモリ，ゲートアレイ VLSI の 3 つの要素で構成され，ホログラムメモリから完全並列に再構成コンテキストを読み出すことにより，高速な再構成が可能である．本稿では 4 つのレーザーを実装した 4 コンテキスト光再構成型ゲートアレイに関する研究成果について報告する．また，複数のレーザー光の重ね合わせにより，より高速に再構成が可能になることを示す．Optically reconfigurable gate arrays (ORGAs) consist of a gate array VLSI, a holographic memory and a laser diode array that can achieve rapid reconfiguration and numerous reconfiguration contexts. The gate array of an ORGA is optically reconfigured using diffraction patterns from a holographic memory that is addressed using a laser diode array. This paper shows the perfect demonstration of a four-context Optically Reconfigurable Gate Array. Also, the experimental results of a superimposing technique are presented.

その他リンク： http://id.nii.ac.jp/1001/00061225/

反転・非反転ダイナミック光再構成アーキテクチャの比較評価

加藤進一, 渡邊実

電子情報通信学会技術研究報告. VLD, VLSI設計技術 108 ( 412 ) 45 - 50 2009年1月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

我々は光を用いて再構成を行う光再構成型ゲートアレイ(ORGA:Optically Reconfigurable Gate Array)の研究を進めている.光再構成型ゲートアレイは,レーザアレイ,ホログラムメモリ,ゲートアレイVLSIから構成され,光によって2次元的に回路情報が書き込まれることから高速な再構成が可能である.さらに光メモリに大量の回路情報を保有できるため,仮想的に大規模なゲートアレイが実現可能である.その中で我々は,高密度の利点を持つダイナミック光再構成アーキテクチャ,高速再構成の利点を持つ差分光再構成アーキテクチャ,その双方の利点を持つ反転・非反転ダイナミック光再構成アーキテクチャを提案している.本稿では,同一条件下による,それぞれのアーキテクチャの設計結果を示し,実装面積,ゲート数について比較評価する.また,反転・非反転ダイナミック光再構成アーキテクチャの高速再構成試験の結果について報告する.

4コンテキスト光再構成型ゲートアレイの実証

間渕隆之, 渡邊実

電子情報通信学会技術研究報告. VLD, VLSI設計技術 108 ( 412 ) 41 - 44 2009年1月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

我々は光によって再構成を行う光再構成型ゲートアレイ(ORGA:Optically Reconfigurable Gate Array)の研究を進めている.光再構成型ゲートアレイはレーザアレイ,ホログラムメモリ,ゲートアレイVLSIの3つの要素で構成され,ホログラムメモリから完全並列に再構成コンテキストを読み出すことにより,高速な再構成が可能である.本稿では4つのレーザーを実装した4コンテキスト光再構成型ゲートアレイに関する研究成果について報告する.また,複数のレーザー光の重ね合わせにより,より高速に再構成が可能になることを示す.

9コンテキスト・プログラマブル光再構成型ゲートアレイとライター

久保田慎也, 渡邊実

電子情報通信学会技術研究報告. VLD, VLSI設計技術 108 ( 412 ) 37 - 40 2009年1月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

近年,将来予想される集積回路の高性能化の鈍化に対する打開策として,光によって動的に再構成ができる光再構成型ゲートアレイの研究が進められている.この光再構成型ゲートアレイは,レーザアレイ,ホログラムメモリ,ゲートアレイVLSIから構成され,レーザアレイ部からの光の照射によってホログラムメモリ内に記憶されたコンテキスト情報を選択的に読み出し,ゲートアレイVLSIを動的に書き換えていく新しいタイプのVLSIである.しかし,これまでの研究ではホログラム内の回路情報を書き換える事については考慮されていなかった.そこで我々は,ライターを用いることによって外部からホログラムメモリを書き換える事ができる新しいタイプの光再構成型ゲートアレイの開発を進めている.本稿では,光メモリ部に9つのコンテキストまで実装できることを実証した試験結果について報告する.

反転･非反転ダイナミック光再構成アーキテクチャの比較評価

加藤進一, 渡邊実

研究報告システムLSI設計技術（SLDM） 2009 ( 7 ) 45 - 50 2009年1月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人情報処理学会

我々は光を用いて再構成を行う光再構成型ゲートアレイ (ORGA: Optically Reconfigurable Gate Array) の研究を進めている．光再構成型ゲートアレイは，レーザアレイ，ホログラムメモリ，ゲートアレイ VLSI から構成され，光によって 2 次元的に回路情報が書き込まれることから高速な再構成が可能である．さらに光メモリに大量の回路情報を保有できるため，仮想的に大規模なゲートアレイが実現可能である．その中で我々は，高密度の利点を持つダイナミック光再構成アーキテクチャ，高速再構成の利点を持つ差分光再構成アーキテクチャ，その双方の利点を持つ反転.非反転ダイナミック光再構成アーキテクチャを提案している．本稿では，同一条件下による，それぞれのアーキテクチャの設計結果を示し，実装面積，ゲート数について比較評価する．また，反転.非反転ダイナミック光再構成アーキテクチャの高速再構成試験の結果について報告する．We have been developing Optically Reconfigurable Gate Arrays (ORGAs) which can be reconfigured optically. The ORGAs consist of a laser array, a hologram memory, a programmable gate array VLSI. ORGAs can realize a large virtual gate count that is much larger than those of current VLSI chips by exploiting the large storage capacity of a holographic memory. Also, ORGAs can realize fast reconfiguration through use of large bandwidth optical connections between a holographic memory and a programmable gate array VLSI. Among such developments, we have proposed a dynamic optically reconfigurable gate array using a photodiode memory architecture to realize huge gate count VLSI, an optically differential reconfigurable gate array using a differential reconfiguration strategy to achieve a fast reconfiguration capability, and an inversion/noninversion optically reconfigurable architecture that combines both architectures to realize both advantages of rapid configuration and high gate count. This paper shows the estimation results of the three architectures under a same condition and fast configuration experimental results of the inversion/noninversion optically reconfigurable architecture.

その他リンク： http://id.nii.ac.jp/1001/00061226/

9コンテキスト光再構成ゲートアレイによる高速再構成

中島真央, 渡邊実

電子情報通信学会技術研究報告. CAS, 回路とシステム 108 ( 388 ) 63 - 67 2009年1月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

ホログラムメモリの大容量性と光によるパラレル転送により,高速な再構成かつ膨大な再構成コンテキスト数を実現する光再構成型ゲートアレイの研究が行われている.この光再構成型ゲートアレイは動的再構成を行うことによって,仮想的に現在のVLSIを超えるゲート規模を実現する可能性がある.加えて,回路情報を受光するフォトダイオードをダイナミックメモリとしても使用することによりVLSIの大規模化を実現するダイナミック光再構成型ゲートアレイの研究も行われている.本稿では,ホログラムメモリ内に9つの再構成コンテキストを実装し,ダイナミック光再構成型ゲートアレイにおいて高速再構成試験を行った結果について示す.

光再構成型ゲートアレイの組み立て誤差補正手法

森田裕宣, 渡邊実

電子情報通信学会技術研究報告. CAS, 回路とシステム 108 ( 388 ) 59 - 62 2009年1月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

我々はホログラムメモリ,レーザアレイ,ゲートアレイVLSIから成る光再構成型ゲートアレイの研究を進めている.この光再構成型ゲートアレイでは,レーザアレイを利用してホログラムメモリから回路情報を選択的に読み出し,ゲートアレイVLSIに高速にプログラムすることが可能である.しかし,この光再構成型ゲートアレイでは,従来のVLSIには無い,光学部品間のアライメントが必要となり,組み立て許容精度が問題となっていた.そこで我々は,予め組み立て誤差を予測したホログラムを多数準備しておき,各部品の実装誤差を測定することなく補正する技術について研究を進めてきた。本稿では,ゲートアレイ部、ホログラムメモリ部、レーザアレイ部の全てに対する補正試験結果について報告する.

ダイナミック光再構成型ゲートアレイのゲートアレイ部の性能評価

瀬戸大作, 渡邊実

電子情報通信学会技術研究報告. ICD, 集積回路 108 ( 347 ) 73 - 78 2008年12月

9コンテキスト差分光再構成型ゲートアレイの高速再構成試験

中島真央, 渡邊実

電子情報通信学会技術研究報告. ICD, 集積回路 108 ( 347 ) 67 - 72 2008年12月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

動的再構成デバイスにおいて高速な再構成と再構成コンテキスト数の増大は必要不可欠な要素である.そこで大容量のホログラムメモリと光によるパラレル転送により,高速な再構成かつ膨大な再構成コンテキスト数を実現する光再構成型ゲートアレイの研究が行われている.加えて,我々は光再構成においてさらに高速な再構成を実現する差分光再構成型ゲートアレイの研究を進めている.本稿では,ホログラムメモリ内に9つのコンテキストを実装し,高速再構成試験を行った結果について示す.

反転・非反転ダイナミック光再構成アーキテクチャのエミュレーション試験

加藤進一, 渡邊実

電子情報通信学会技術研究報告. RECONF, リコンフィギャラブルシステム : IEICE technical report 108 ( 300 ) 1 - 4 2008年11月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

我々は光を用いて再構成を行う光再構成型ゲートアレイ(ORGA:Optically Reconfigurable Gate Array)の研究を進めている.光再構成型ゲートアレイは,レーザアレイ,ホログラムメモリ,ゲートアレイVLSIから構成され,光によって2次元的に回路情報が書き込まれることから高速な再構成が可能である.さらに光メモリに大量の回路情報が保有できるため,仮想的に大規模なゲートアレイが実現可能である.その中で我々は,高密度の特徴,高速再構成の特徴の両方を併せ持つ反転・非反転ダイナミック光再構成アーキテクチャを提案している.本稿では既存の光再構成型ゲートアレイVLSIをカスタマイズし,反転・非反転ダイナミック光再構成アーキテクチャをエミュレーションした試験結果について報告する.

光再構成型ゲートアレイのホログラム部の組み立て精度について

森田裕宣, 渡邊実

電子情報通信学会技術研究報告. RECONF, リコンフィギャラブルシステム : IEICE technical report 108 ( 300 ) 5 - 8 2008年11月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

我々は,ホログラムメモリ,レーザアレイ,ゲートアレイVLSIから成る光再構成型ゲートアレイの開発を進めている.この光再構成型ゲートアレイはレーザアレイを利用してホログラムメモリから回路情報を選択的に読み出し,高速にゲートアレイVLSIに回路情報をプログラムすることが可能である.しかし,この光再構成型ゲートアレイには従来のVLSIには無い,光学部品間のアライメントが必要となり,組み立て許容精度が問題となっていた.よって,本稿ではホログラムメモリ部位に関する組み立て許容精度を明らかにするとともに,ホログラムに補正をかけることで,誤差を補正する技術について報告する.

大規模光再構成型ゲートアレイにおけるホログラムメモリの不良耐性

瀬戸大作, 渡邊実

電子情報通信学会技術研究報告. SDM, シリコン材料・デバイス 108 ( 292 ) 21 - 25 2008年11月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

今日,通信衛星やロケットなどに宇宙放射線に強い耐性を持ち,かつ高性能であるデバイスが求められており,その実現に向けて光再構成型ゲートアレイの研究が進められている.光再構成型ゲートアレイはホログラムメモリ,レーザアレイ,ゲートアレイVLSIから構成されており,光学的に並列プログラミングが可能な事から,どのような箇所に故障が生じても確実に復旧できる特徴を持っている.この高い不良耐性は,ホログラムメモリの高いロバスト性に基づく.本稿では,ダイナミックアーキテクチュアにおいてもその高い不良耐性が実現できることを示す.

13.75ns高速ホログラム光再構成

中島真央, 渡邊実

電子情報通信学会技術研究報告. SDM, シリコン材料・デバイス 108 ( 292 ) 15 - 19 2008年11月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

我々は大容量のホログラムメモリと光配線によるプログラマブルなゲートアレイへの高速かつパラレルなデータ転送によって仮想的に大規模ゲートを実現する光再構成型ゲートアレイの研究を行っている。その中でもさらに高速な再構成を実現する差分光再構成型ゲートアレイの研究を進めている.本稿では,13.75nsでの高速光再構成の試験結果について報告する.

高速ダイナミック光再構成型ゲートアレイVLSI

加藤進一, 渡邊実

電子情報通信学会技術研究報告. VLD, VLSI設計技術 108 ( 224 ) 61 - 65 2008年9月

記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会

我々は光を用いて再構成を行う光再構成型ゲートアレイ(ORGA:Optically Reconfigurable Gate Array)の研究を進めている.光再構成型ゲートアレイは,レーザアレイ,ホログラムメモリ,ゲートアレイVLSIから構成され,光によって2次元的に回路情報が書き込まれることから高速な再構成が可能である.さらに光メモリに大量の回路情報を保有できるため,仮想的に大規模なゲートアレイが実現可能である.その中で,我々は光再構成型ゲートアレイVLSIの高密度化(ダイナミック光再構成アーキテクチャ)と再構成速度のさらなる高速化(差分光再構成アーキテクチャ)を目指してきた.それぞれ,世界最大規模のゲートアレイの実現と,世界最高速の光再構成試験に成功しているが,それら双方の利点を有する光再構成型ゲートアレイは実現されていなかった.そこで,本稿ではこの双方の利点を持つ新しい高速ダイナミック光再構成アーキテクチャを提案する.そして,その設計結果について報告する.

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