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J-GLOBAL ID：201502232560929371   整理番号：15A0540939

3次元交叉・突然変異を導入した3次元FPGA初期配置のための遺伝的アルゴリズム

Genetic Algorithm for 3-D FPGA Initial Placement with 3-D Crossover and Mutation

著者 (3件)： 大村道郎 (広島工大 工) ,  太田雅也 (広島工大 大学院工学系研究科) ,  太田雅也 (JR西日本)
資料名： 情報処理学会論文誌ジャーナル(Web)
巻： 55  号： 2  ページ： 1059-1068 (WEB ONLY)  発行年： 2014年02月15日 
JST資料番号： U0452A  ISSN： 1882-7764  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 近年の大規模集積回路における製造技術の進歩にともない,TSVを用いた3次元VLSI設計が注目を集めている。TSVを使う方法では,1つのLSIに1,000本以上のTSVを使い配線することができるため,3次元に適したアルゴリズムから開発する必要がある。VLSIのレイアウト設計は,配置設計と配線設計に分かれ,その最初の段階に初期配置設計がある。本論文では3次元VLSIの中でも特に3次元FPGA初期配置について議論する。ところで,一般的に様々な最適化問題に対し,効率良く準最適解を求めるアルゴリズムの1つに,遺伝的アルゴリズムがあり,マクロセルを含む3次元FPGAの初期配置に対してもそのまま拡張できる。しかし1次元の遺伝子列(個体)で3次元の配置を表し,1次元配列を対象とした通常の遺伝的操作を行うと,配置構造が簡単に壊れて配線長の総和が小さい配置を得られない可能性がある。本論文では,マクロセルを考慮した3次元FPGA初期配置問題に対し,遺伝子に3次元構造を持たせ,3次元交叉,3次元突然変異を導入した,3次元FPGA初期配置のための遺伝的アルゴリズムを提案する。実験の結果,提案手法では立方体の配置領域に対し,順序交叉,交換突然変異を単純に適用した場合に比べ,平均24.4%配線長の総和が小さい配置を高速に得ることができた。また配置領域を直方体とした場合でも,従来手法に対し19.3%配線長の総和が小さい配置を高速に得ることができた。(著者抄録)

シソーラス用語： *遺伝的アルゴリズム ,  FPGA ,  三次元 ,  *超LSI ,  *配線設計 ,  *配置設計 ,  最適化問題 ,  解 ,  生産技術 ,  電子技術
準シソーラス用語： 準最適解 ,  集積回路技術

分類 (4件)： 集積回路一般  (NC03161C) ,  固体デバイス製造技術一般  (NC03030V) ,  人工知能  (JE08000Z) ,  システム最適化手法  (IA02050Z)

引用文献 (17件)：

• Pavlidis, V.F. and Friedman, E.G.: Three-Dimensional Integrated Circuit Design, Morgan Kaufman (2009).
• Takahashi, S., Onodera, T., Hayashi, Y. and Kunio, T.: A New 3-D MCM Fabrication Technology for High-Speed Chip-to-Chip Communication: Vertically Connected Thin-film Chip (VCTC) Technology, Proc. 1995 Symposium on VLSI Technology, pp.135-136 (1995).
• Sherwani, N., Bhingarde, S. and Panyam, A.: Routing in the Third Dimension - From VLSI to MCMs, IEEE Press (1995).
• Sarrafzandeh, M., Wong, M. and Yang, X.: Modern Placement Techniques, Kluwer Academic Publishers (2002).
• Cong, J. and Luo, G.: A Multilevel Analytical Placement for 3D ICs, Proc. Asia and South Pacific Design Automation Conference, pp.361-366 (2009).

タイトルに関連する用語 (6件)： 3次元 ,  交叉 ,  突然変異 ,  FPGA ,  初期 ,  遺伝的アルゴリズム