産友会メールマガジン第9号 【FPGA 技術】
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産総研中国センター友の会（産友会）メールマガジン
【第9号/ 2012.09.26発行】
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【特集】FPGA 技術
FPGA（Field Programmable Gate Array）とは、現場（Field）で、プログラム可能な（Programmable）論理ゲート（Gate）が格子（Array）状に並んでいるLSIという意味です。本号では、FPGA関連技術の概要、応用例、産総研における研究開発事例等をご紹介します。
■FPGAの一般的な解説記事
産友会メルマガの今月号はFPGA特集と致しました。FPGAはユーザーがプログラムしてから使う特殊なLSIですので、産友会会員企業の皆様の業種によっては、すでにFPGAを利用されている場合もあれば、業種によっては、逆にFPGAとは何か?というような場合もあるかと思います。このため、まず、web上に9回に分けて公開されているFPGA紹介記事の特集をご紹介します。
■FPGAも活用した情報の安全性に関するドイツの国家プロジェクト
ドイツのBMBF（教育研究省）とBMI（内務省）は、ドイツにおける情報通信技術の安全性を高めるための、FPGAも活用した研究開発を2009年から5年間の予定で行っています。
■FPGAの使い方講座
FPGAと聞くと、何か難しいプログラムを作成することが必要ではないかと考えて、どうしても取り組むのが億劫になる方もいらっしゃるのではないでしょうか? 産総研では旧電総研時代に、FPGAをプログラムしてお好みの回路を作って動かしてみるためのデジタル回路とFPGA入門（講義）とハードウェアのプログラミング（講義＋実習）を行っています。この時の資料などが当時の担当者等の所に残っているかも知れませんので、これからPFGAに取り組んでみたいとお考えの方はぜひ産総研中国センターの産学官連携コーディネータまで連絡下さい。
■ミニマルマニファクチャリング向けのLSI FPGA
産総研では、多品種少量生産に向くことから急速に市場に受け入れられつつあるミニマルマニファクチャリング技術におけるFPGAの概要とメリットおよびデメリット、今後の動向についてまとめて解説した記事を作成しています。以下のpdf資料の45ページに記載されています。
■FPGA実装のためのHough変換アルゴリズム
この論文はハフ変換を計算するための新規なアルゴリズムに関するものです。このアルゴリズムは、主に高性能デジタル信号処理アプリケーションのための競争力のある代替手段となってきたフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（FPGA）の実装に適合するように開発されました。8ビットの画像ピクセルへの実装結果を使った実装例の紹介もあります。
■電力センサーデータ収集ユニットFPGAプログラム
産総研では、電力センサーデータ収集ユニットFPGAプログラムを開発しています。今回開発した電力計測器は1台で4点の同時測定が可能で、市販のクランプ型電流センサーと安価なワンチップマイコンで構成されているため、低コスト（量産時で計測点1点あたり2,500円程度）で製作できます。
■ORBエンジン FPGA+ソフトウェアのオブジェクト指向開発を支援
産総研では、ORB(分散オブジェクト間通信機構)によりFPGAのソフト・ハードをPCから直接駆動可能にするとともに、ソフトウェアのコンポーネント化を可能にしました。問題点としてはORB自体の習熟に時間がかかる点が挙げられます。
■ネットワークテストベッドGNET-1 のFPGA回路情報モジュール
産総研では、ネットワークをワイヤレートでエミュレート、詳細測定、制御が行えるネットワークテストベッドGNET-1 のFPGA回路情報モジュールを公開しています。GNET-1 は機能をプログラムできるネットワークテストベッドで、グリッド環境を構築するミドルウェアの開発、および性能チューニングに強力なツールとなります。
■書き換え可能なハードウェア(FPGA)による高速ウイルスチェックシステムの開発
産総研では、書き換え可能なハードウェア（FPGA）を用いた高速なウイルスチェックシステムの開発を行いました。本システムではハードウェアの高速性を活かして、現在、一般に普及しているネットワークの規格で最も高速な10ギガビットイーサネット(通信性能が最大10Gbps)の通信データをリアルタイムでチェックすることが出来ます。
■ネットワークの利用を効率化するためのFPGAの利用
産総研では、ネットワークを効率よく使用するために、FPGAを用いて『ペーシング』と呼ばれる個々のパケットの送信を制御するための装置を開発しました。この装置は2003年に米国において開かれた国際会議SC2003において分散インフラストラクチャ賞を受賞しています。現在では、さらに進んで、特別な装置を用いることなくペーシングを実現するためのソフトウェアPSPacerを開発しています。
■書き換え可能なハードウェアによる高速ウイルスチェックシステムの開発
産総研では、書き換え可能なハードウェア（FPGA）を用いた高速なウイルスチェックシステムの開発に成功しました。今回開発したウイルスチェックシステムは、ハードウェアでウイルスをチェックし、新たに出現したウイルスに対する対応は全て自動で行われるという特徴を有しています。このシステムを用いることにより、コンピュータのセキュリティ向上や情報家電などに対する新たなセキュリティ対策への貢献が期待されます。
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