FPGAを使った数値演算回路実現の勘所(4) ―― 浮動小数点演算器の構成を考える Part 2
●シフタの実現について 浮動小数点演算においては，「固定小数点→浮動小数点」，「浮動小数点→固定小数点」の変換，あるいは正規化などの操作においてシフタ機能が必要になります．「固定小数点→浮動小数点」の場合は先頭の1を見つける機能と同居する必要があるので除くとしても，それ以外の場合は，「多入力→1出力」のマルチプレクサが使用されます．これを効率的に実現できることは，浮動小数点回路の実現に大きく寄与します． Xilinx社のSpartan 3ではLUTが4入力を前提としているので，2：1のマルチプレクサしか実現できません．ただし，スライス内の専用マルチプレクサを使えば，LUTを併用して4：1，8：1のマルチプレクサを実現できます．図3にその構成法を示します． 図3 専用マルチプレクサ使用による多対1マルチプレクサの構成 ところが，シフタを構成するに当たり必要とされるマルチプレクサの構成は図4に
固定小数点プログラム開発の手間を省ける組み込み機器向けDSPコアを開発 ──15人日でMP3デコーダを開発可能に
固定小数点プログラム開発の手間を省ける組み込み機器向けDSPコアを開発 ──15人日でMP3デコーダを開発可能に 小林士朗 筆者ら（旭化成）は，固定小数点プログラム開発の手間を軽減できる組み込み機器向けの信号処理プロセッサ（DSP）コア「FitDSP」を開発した．算術方式として「ブロック浮動小数点方式」を採用した．これによって，実装コストの低減とプログラム開発の簡素化を両立できたという．本DSPコアはRTL（register transfer level）のVHDLで記述されており，ビット幅などはユーザが自由に調整できる．MP3デコーダやノイズ・キャンセラなどの開発で実績がある． （編集部） 携帯電話や携帯型オーディオ機器などのコンシューマ（消費者）向け組み込み機器の開発はたいへんなしごとだと思います．筆者は組み込み機器開発を直接担当することはありませんが，このような製品に組み込むLSI
FPGAを使った数値演算回路実現の勘所(4) ―― 浮動小数点演算器の構成を考える Part 2
前回に続いて，浮動小数点演算の実現方法について考えていきます．浮動小数点演算ではIEEE 754のフォーマットが有名ですが，ハードウェアで演算器を実現する場合，必ずしもこれに従う必要はありません．システムが要求する精度やハードウェアの制約をきちんと把握し，生成される回路構成を見通しながら論理合成すれば，効率の良い回路を設計できます．（編集部） 技術解説・連載「FPGAを使った数値演算回路実現の勘所」 バック・ナンバ 第1回 加算器の構成を考える 第2回 乗算器の構成を考える 第3回 浮動小数点演算器の構成を考える Part 1 1．IEEE 754をぶちこわせ FPGAで浮動小数点をうまく取り扱うための議論に入ります．ご大層な見出しをつけてしまいましたが，IEEE 754のフォーマットに従わなくても，十分浮動小数点の恩恵は受けられるのだ，という話をします． ●IEEE 754に従わな
FPGAを使った数値演算回路実現の勘所(3) ―― 浮動小数点演算器の構成を考える Part 1
今回は，浮動小数点演算の基礎，および浮動小数点による四則演算の処理手順について説明します．固定小数点演算の場合と異なり，浮動小数点演算では，フォーマットや有効けた数，誤差などについての正確な理解が求められます．取り扱いが面倒な浮動小数点演算ですが，仕組みをきちんと把握していれば，効果的にFPGAへ回路を実装することができます．（編集部） 技術解説・連載「FPGAを使った数値演算回路実現の勘所」 バック・ナンバ 第1回 加算器の構成を考える 第2回 乗算器の構成を考える FPGAにおける浮動小数点演算回路の実現を考えてみます． 「浮動小数点演算」． 何だか面倒くさそうな印象しか与えないような響きですね．筆者も昔は避けて通りたい方式でしたし，面倒なのは今も変わりません．少なくとも固定小数点演算より面倒であることは事実ですし，避けて通れるのであれば，それに越したことはないでしょう．しかし，手
バッテリーの充電状態 (SOC)
充電状態 (SOC) は、特定の時点でのセルから抽出できる充電量と総容量の比率により定義される、バッテリーに貯蔵されたエネルギー量の相対尺度になります。バッテリー管理システム (BMS) は、SOC 推定によって利用できる残りの充電量を使用者に伝え、バッテリーを安全な作動状態に保ち、制御戦略を実装し、最終的には電池寿命を向上させます。従って正確な充電状態の推定が重要になります。 開回路電圧 (OCV) 計測や電流積算 (クーロン カウンティング) など、充電状態推定の古典的なアプローチは、セルがSOC 全範囲で大きな OCV 変化をするような化学的性質を持つ場合、電流の計測が正確であるかぎり、それなりに正確になります。しかし、リン酸鉄リチウムイオン バッテリー (LFP) など平坦な OCV-SOC 放電特性を持つような場合、充電状態の推定は困難になります。カルマンフィルターを用いると、少
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機械系と電源系を連携した車両電源シミュレーション技術