ディペンダブルシステム学研究室

ディペンダブルシステムの構築をアルゴリズムからLSIまであらゆるレベルで考える

教員

  • 教授:井上 美智子

    教授:
    井上 美智子

  • 准教授:大下 福仁

    准教授:
    大下 福仁

  • 助教:新谷 道広

    助教:
    新谷 道広

E-mail dsl-contact [at] is.naist.jp

研究室概要

今日の情報社会は、アプリケーション、システム、コンピュータ、VLSIなど様々なレベルの高度な技術に支えられています。ディペンダブルシステム学研究室では、分散システム、マルチコアコンピュータ、VLSIなど、あらゆるレベルでユーザが安心して使えるシステムのための研究を行います。また、研究を通じて、論理的に物事を考える力、アルゴリズムの設計・解析、CやJAVAなどのプログラミングやハードウェア記述言語(VHDL, Verilog)を用いたVLSI設計フローなどを学びます。

分散アルゴリズム

分散アルゴリズムとは、多数のコンピュータで構成される自律分散システムのためのアルゴリズムです。例えば、インターネットもひとつの大規模自律分散システムであり、その動作を分散アルゴリズムが支えています。

自律分散システム

自律分散システム

本研究では、大規模自律分散システムにおいて、ハイパフォーマンス、故障耐性、省エネルギーなどを実現する分散アルゴリズムを開発しています。

  • 共有メモリ分散アルゴリズム
  • 自己安定分散アルゴリズム
  • センサネットワーク、アドホックネットワーク

モバイルエージェントシステム

モバイルエージェントシステムとは、エージェントと呼ばれるプログラムが自律的にネットワークを移動しながらタスクを実行するシステムです。

モバイルエージェントシステム

モバイルエージェントシステム

本研究では、多数のエージェントを効率よく協調動作させるためのアルゴリズムを開発しています。

  • ネットワーク探索アルゴリズム
  • ビザンチン故障耐性をもつ集合アルゴリズム

ナノスケール自律分散システム

近年、ナノスケールのシステムの実現が現実味を帯びています。例えば、DNAを用いた分子ロボットの開発が進んでおり、体内に分子ロボットネットワークを形成して、医療へ応用することが期待されています。

ナノスケール自律分散システム

ナノスケール自律分散システム

本研究では、非常に弱い能力のナノスケールコンピュータを想定して、さまざまな分散アルゴリズムを開発しています。

  • 匿名ネットワークに対する分散アルゴリズム
  • 個体群プロトコルに対する分散アルゴリズム
  • 自律分散ロボット群に対する分散アルゴリズム

VLSIの設計とテスト

VLSIの設計とテスト

VLSIの設計とテスト

LSIは、IT社会を支える電子機器から、宇宙・航空といったセーフティクリティカルな機器まで、あらゆる機器で使用されています。数十億のナノスケールトランジスタを含むLSIでは、その製造工程で一定割合の不良品が混入することが避けられません。そのため、テストによって出荷に値するLSIを選別することが非常に重要です。また、出荷後に、経年劣化で誤動作が起きる可能性もあります。本研究では、LSI製造時、稼働時の双方で起こりうる不良を正確に検出するためのテスト・設計技術の開発に取り組んでいます。

  • VLSIテスト容易化設計
  • 3次元LSIのテスト設計
  • VLSIの故障検出・故障診断
  • 機械学習を用いたテスト最適化

システムの高信頼化/耐故障設計

本研究では、LSIがフィールド運用時にソフトエラー(α線の影響による誤動作など)に耐えて正しく動作するための技術、経年劣化に耐えLSIの寿命を延ばすための技術に取り組んでいます。さらに、近年問題となっているハードウェアのセキュリティ向上の技術、部分故障・部分影による発電効率の低下を考慮した太陽光発電システム発電量最適化手法にも取り組んでいます。

  • フィールド高信頼化のためのアーキテクチャ
  • ECCと冗長化を組み合わせた高信頼メモリアーキテクチャ
  • ハードウェアトロイ検出
  • 太陽光発電システム発電量最適化
高信頼メモリーアーキテクチャ

高信頼メモリーアーキテクチャ

ハードウェアトロイ検出

ハードウェアトロイ検出

共同研究・社会活動など

  • 科研費:挑戦的萌芽、基盤C、新学術(公募)
  • 企業との共同研究:日立製作所、ルネサスエレクトロニクス
  • 連携研究機関:Lund University (Sweden), University Stuttgart (Germany), UPMC (France), UC San Diego (USA), UNLV (USA), Hanbat National University (Korea), UTM (Malaysia), 東京大学、大阪大学、広島大学、九州工業大学、首都大学東京、大分大学、近畿大学

修了生の就職先

    オムロン、クックパッド、サイボウズ、住友電工情報システム、ソニーLSIデザイン、ダイキン、大日本スクリーン製造、デンソー、野村総合研究所、VIC - Visible Information Center、富士通コンピュータテクノロジーズ、村田製作所、リコー、ロームなど