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情報回路方式分野

私たちの周囲にはパソコン、携帯電話、ディジタルカメラ、ディジ タルテレビ、ビデオ録画・再生機器、電子辞書、ゲーム機など、様々な情報機器があり、私たちの生活に欠かせないものとなりつつあります。これらの情報機器 に共通しているのは、高速な通信や、高度なメディア処理(画像、音声など)を行うための大規模複雑なディジタル回路が欠かせないということです。皆さんは これらの機器を分解してみたことはあるでしょうか?  図1のように、機器の中ではボードやフィルムの上に様々な電子部品が載っています。そしてその中に、LSIと呼ばれる部品があります。外見は単なる黒くて小さくて薄い部品ですが、その中ではシリコンという素材の板の上に大きいものでは数億個のトランジスタが組み込まれています。そのような大規模で複雑なLSIを製造するために高度な技術が必要なのはもちろんですが、高性能で低消費電力となる合理的な構成を考え、誤りなく動作するものをなるべく短期間に設計することも非常に重要な技術です

LSIdesign

図1:LSI製品のできるまで

我々の研究室では、情報機器の中枢をになうLSIの構成(どんな要素回路をどう組み合わせたらよいか)と設計技術(どうしたら効率よく設計できるのか)について「実践的・実証的に」をモットーに研究・開発を進めています。そして、より高度な情報を扱うことができるより高速、低消費電力で小型、安価なシステムを創り、社会に貢献しようとしています。

教員

佐藤 高史 ( Takashi SATO )

教授(情報学研究科 通信情報システム専攻)

研究テーマ

  • 集積システムの設計、統計的解析と最適化

連絡先

京都大学 大学院 情報学研究科 通信情報システム専攻
〒606-8501 京都市左京区吉田本町
吉田キャンパス総合研究9号館南棟3階S305
TEL: 075-753-4801
FAX: 075-753-4802
E-mail: takashi(at)i.kyoto-u.ac.jp

廣本 正之 ( Masayuki HIROMOTO )

講師(情報学研究科 通信情報システム専攻)

研究テーマ

  • 組込み向け画像処理・画像認識システム
  • FPGAおよび再構成アーキテクチャとその応用
  • VLSI設計とその計算機援用設計

連絡先

京都大学 大学院 情報学研究科 通信情報システム専攻
〒606-8501 京都市左京区吉田本町
吉田キャンパス総合研究9号館南棟3階S315
TEL: 075-753-4804
FAX: 075-753-4804
E-mail: hiromoto(at)i.kyoto-u.ac.jp

研究テーマ・開発紹介

超高集積・超可用性を保証する回路設計技術

数十億トランジスタからなる大規模回路、数10ナノメータといった微細な素子、数100mVといった極限的低電圧動 作時などの振る舞いをモデル化し解析するための数理統計的手法、回路構成手法、および設計手法について研究しています。最近では、大規模電源網を効率よく 解析する統計的シミュレーション技術、NBTIなどの特性を明らかにする最新の測定技術、回路特性をモニタして安定動作に役立てるセンサ回路、製造歩留ま りを見積もるための高速な統計的遅延解析技術、製造したチップの動作保証に欠かせないテスト技術等で成果を挙げています。これらにより、家電製品や携帯情 報機器はもとより、自動車、ロボットや医療等の応用分野で要求される、高性能高信頼性の両立を可能にします。

リコンフィギャラブルシステム

ディジタル回路で演算処理を担う要素は、CPUと専用回路に大別されます。CPUはソフトウェアを与えることで様々な処理をさせることができる柔軟性があります。一方、専用回路低い消費電力で高い性能が発揮できる利点があります。これらの両方の長所を併せ持つものとして、「書き換え」可能な回路(リコンフィギャラブルデバイス) が注目されています(図2)。つまり、回路構成を指定するプログラムのようなものを「書き込む」ことにより、必要な機能を持った専用回路が自由に実現でき るというものです。最近では動作中にどんどん「書き換え」を繰り返し、柔軟性と性能を高度に両立することを狙ったものも提案されています。我々の研究室で はリコンフィギャラブルデバイスに早い時期から注目し、「自ら進化するシステム」の開発を目指しています。

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図2:「書き換え」可能な回路

画像処理システム

画像処理は、文字処理や音声処理と比べ、短時間に膨大な量の情報を扱う必要があります。このため、画像処理システムの開発には様々な工夫と高度な技術が必要です。我々の研究室では画像処理の中でも特に、画像圧縮と、画像認識に注目し、研究しています。画像圧縮は画像データを効率的に蓄積したり伝送したりするために不可欠な技術であり、ディジタルカメラやビデオカメラ、カメラつき携帯電話などに必須のものです。成果の一部はLSI製品化もされています。画像認識は、例えばカメラで撮影された画像の中から人間を見つけ出し、その挙動を追跡するなどの技術であり、監視カメラや自動車運転補助などで必要とされています。我々の研究室では、これまで別々に行われていたアルゴリズム(画像認識の理論や処理手順)と実装(システムとしての最適な構成)に関する研究を相補的に行っています。