1ステージ化FPGAのCPU回路効率改善により、従来の検証結果の2倍の動作周波数を達成しました。

2012年4月30日
https://www.unolabo.co.jp

株式会社ウーノラボ(東京都渋谷区 代表取締役 福島眞粧美)は、エナジーハーベスティングIoT機器の普及に向けて、RISC-V(RV32IM)を適用した非パイプライン構造の1ステージ化プロセッサの開発を行なっております。

この度、1ステージ化FPGAのCPU回路効率改善により、従来の検証結果の2倍の動作周波数を達成しました。さらに、メモリをBRAMに置き換えてロジックエレメントの使用率を大幅に削減し、メモリ容量を増やすことが可能となりました。

 

当該プロセッサは、特許技術*1によりIFステージを削除し、1命令サイクルを1ステージ化して1クロックで処理することを特長とするものです。

 

 

【アーキテクチャの比較イメージ図】

 

【画像:https://kyodonewsprwire.jp/img/202104304389-O1-y3Dn1ts6

 

 

【Dhrystoneテスト結果】

(表1) CPU回路効率改善前 <Xilinx Artix®-7 XC7A100T-1CSG324Cで検証>

【表:https://kyodonewsprwire.jp/prwfile/release/M105639/202104304389/_prw_PT1fl_E3MkI0zh.png

 

(表2)CPU回路効率改善後 <Xilinx Artix®-7 XC7A100T-1CSG324Cで検証>

【表:https://kyodonewsprwire.jp/prwfile/release/M105639/202104304389/_prw_PT2fl_Pp894NDm.png

   ※PMEM、DMEMをBRAMに置き換えることにより回路規模が縮小し、

    PMEM容量を増やせるようになりました。

 

1ステージ化アーキテクチャは、分岐や割り込み処理が完了すると次のクロックで元のプログラムに復帰するため、パイプライン・アーキテクチャのような読み込み済みのプログラムの破棄や再読み込みによる処理遅延は発生せず、低消費電力で高効率な動作が可能です。

さらに、回路規模が小さくユーティリティ効率が高いことから並列処理にも適しており、IoT機器への組込みのみならず、画像処理を要する自動運転車やAIのエッジコンピューティングとしても効力を発揮します。

 

 

 

1.特許ライセンス提供とFPGAのIPコア販売について

 

当社は、保有する特許技術*1をもとに1ステージ化アーキテクチャの優位性を実証しました。

この度、当該特許技術のライセンス供与および当該特許技術を適用した1ステージ化FPGAのIPコア販売を開始します。

 

 

2. ASICへの実装と完全非同期化

 

1ステージ化ア-キテクチャは、既存のノイマン型コンピュータ・アーキテクチャに普遍的に応用でき、他の革新的な技術との相乗効果も望めることから、コンピューティング社会の発展に寄与するものと思われます。

今後はさらなる性能向上を目的として、クロック同期式および非同期式ASICへの実装を計画しており、LPWAを利用したセンサノードをはじめとするエナジーハーベスティングIoT機器への組込みに加えて、小型、軽量、低発熱、安定動作が求められる車載デバイス、航空宇宙デバイス、5G端末、AIなど幅広い分野への応用が期待できます。

 

 

特に1ステージ化アーキテクチャによる非同期式ASICは、従来の非同期式回路設計を不要とし、同期式開発ツールの使用が可能というメリットがあります。

また、輻射ノイズが低減することからサイドチャネルアタックの抑制にもつながり、安心・安全なIoT社会の実現に貢献します。

                                             

 

*1 特許第4862100号 「中央演算処理装置及びマイクロコンピュータ」

 

 

■ 本件に関するお問い合わせ先

株式会社ウーノラボ(UNO aboratories, Ltd.)概要

所 在 地 :東京都渋谷区千駄ヶ谷3丁目3番23-303号

創   業 :2017年5月29日

資 本 金 :1500万円

代 表 者 :代表取締役 福島 眞粧美

事業内容:FPGA、同期式/非同期式プロセッサの研究開発およびライセシング

     AI学習システムの開発およびライセシング

U R L     :https://www.unolabo.co.jp

ホームページのメッセージ記入欄からご連絡をお願いいたします

 

以上

 

 

 

 

 

 

 

情報提供元:PRワイヤー
記事名:「エナジーハーベスティングIoT機器の普及を促進する高効率な1ステージ化RISC-Vプロセッサの開発