JP4932827B2 - モーダル区間プロセッサ - Google Patents
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Description
[集合論的区間]
ジョラン、ルーク他(Jaulin, Luc, et.al.)「Applied Interval Analysis」Springer Verlag 2001年
ハンセン、エルドン(Hansen, Eldon )およびウィリアム・ウォルスタ(William Walster )「Global Optimization Using Interval Analysis」2nd ed., Marcel Dekker 2004年
ムーア、ラモン(Moore, Ramon)「Interval Analysis 」Prentice Hall 1966年
[モーダル区間]
サインツ、ミゲル他(Sainz, Miguel et.al.)「Ground Construction of Modal Intervals」ジローナ大学(University of Girona)、スペイン所在 2001年
サインツ、ミゲル他「Interpretability and Optimality of Rational Functions 」ジローナ大学、スペイン所在 2001年
サインツ、ミゲル他「Modal Intervals 」Reliable Computing 7.2 2001年 77ページ
サインツ、ミゲル他「Semantic and Rational Extensions of Real Continuous Functions 」ジローナ大学、スペイン所在 2001年
現在「www.mice.udg.es/cgi-bin/mi_fstar.cgi?t=1&h=1」のURLを有するWebサイトはWebベースのモーダル区間計算器を提供する。Reliable Computing 7.2のサインツ(Sainz )の記事を本願明細書に援用する。
現段階では、いくつかの点が主張されている。まず、モーダル区間プロセッサに対する動機付けは、集合論的区間の欠陥、したがって純粋な集合論の実装に基づく区間プロセッサの欠陥に基づいている。第2に、モーダル区間プロセッサが演算を行うことになっているデータ・フォーマットは、集合論的区間および量化子からなるモーダル区間を表すことができなければならない。第3に、モーダル区間プロセッサは、簡略化されたプログラミング・モデルをユーザに提供すると同時に、性能の犠牲およびソフトウェア・エミュレーションのオーバーヘッドを取り除き、この場合の最も重要な性能の犠牲は、区間演算によって必要とされる有向の丸めの結果である。
図1は、STNA1部35aおよびSTNA2部35bを有する第1のオペランド・レジスタ35と、STNB1部40aおよびSTNB2部40bを有する第2のオペランド・レジスタ40とを示している。オペランド・レジスタ35,40はそれぞれ、パス42,45上にオペランド信号を提供する。
Claims (29)
- オペランド信号に符号化された少なくとも1つのモーダル区間(MI)オペランド値に基づいて、セレクタ信号の第1および第2の値にそれぞれ対応する少なくとも第1および第2の異なるMI関数における第1および第2のMI結果値を算出する論理回路であって、各MI値が、ある範囲の実数の第1および第2の端点を定義する第1および第2のマルチビットの集合論的数字(STN)を含んでおり、全称量化値および存在量化値のうちの一方を符号化する論理回路であって、
a)前記オペランド信号を受信するように接続された少なくとも第1および第2の算術関数ユニット(AFU)であって、前記オペランド信号に符号化された各MIオペランド値を引数として用いて算術演算を行い、第1および第2の結果信号である前記第1および第2のMI結果値をそれぞれ出力する第1および第2の算術関数ユニット(AFU)と、
b)前記セレクタ信号を受信するセレクタ入力と、MI結果値を符号化した出力信号を出力するマルチビット出力ポートと、前記第1および第2のAFUによりオペランド信号として供給される前記第1および第2の結果信号をそれぞれ受信するように接続された少なくとも第1および第2のマルチビット入力ポートとを有するマルチプレクサであって、前記第1および第2の入力ポートの各々は単一のセレクタ信号値に関連付けられており、現在のセレクタ信号値に関連付けられている入力ポートに入力された前記MI結果値を、前記出力ポートより出力される出力信号に符号化して出力するマルチプレクサと、
c)各MI結果値を格納し、前記マルチプレクサの出力ポートより出力された値を受信するように接続された結果レジスタと、
を備える論理回路。 - 第1および第2のオペランド信号に符号化された第1および第2のMIオペランドに基づいて少なくとも1つのMI関数が計算され、
前記第1のAFUは第1および第2の算術要素を含み、前記第1および第2の算術要素の各々は第1および第2のSTN入力を有し、前記第1のAFUの第1の算術要素は前記第1および第2のMIオペランド信号から前記第1のSTN値を受信するように接続されており、前記第1のAFUの第2の算術要素は前記第1および第2のMIオペランド信号から前記第2のSTN値を受信するように接続されており、各算術要素は、入力されたSTN値に基づいて算術関数を前記結果信号に符号化する、請求項1に記載の論理回路。 - 前記第1のAFUの第1および第2の算術要素の各々は、入力されたSTN値の合計を求める加算器を含む、請求項2に記載の論理回路。
- 前記第1の算術要素は、該第1の算術要素により求められたSTN値の合計を負の無限大に丸める丸め要素を含み、前記第2の算術要素は、該第2の算術要素により求められたSTN値の合計を正の無限大に丸める丸め要素を含む、請求項3に記載の論理回路。
- 前記第1および第2の算術要素は、標準化された浮動小数点フォーマットに基づいてMI値をそれぞれ算出する、請求項4に記載の論理回路。
- 前記少なくとも第1および第2のAFUのうちの1つは、加算、減算、乗算、および除算からなる群から選択されたMI算術演算を実行する構造を含む、請求項1に記載の論理回路。
- 前記少なくとも第1および第2のAFUのうちの1つは、<、≦、≧、>、⊆、⊇、=、および≠からなる群から選択されたMI関係を評価する構造を含む、請求項1に記載の論理回路。
- 前記少なくとも第1および第2のAFUのうちの1つは、min、max、∧、および∨からなる群から選択されたMI格子(lattice)演算を実行する構造を含む、請求項1に記載の論理回路。
- 前記少なくとも第1および第2のAFUのうちの1つは、sqrt、ln、exp、sin、cos、およびtanからなる群から選択されたMI超越(transcendental)演算を実行する構造を含む、請求項1に記載の論理回路。
- 前記少なくとも第1および第2のAFUのうちの1つは、MI双対(dual)演算を実行する構造を含む、請求項1に記載の論理回路。
- 集積回路として構成される請求項1に記載の論理回路。
- コプロセッサとして構成される請求項1に記載の論理回路。
- ソフトウェア・マイクロコードとして構成される請求項1に記載の論理回路。
- シリコンチップ内に埋め込まれるソフトウェア・マイクロコードとして構成される請求項1に記載の論理回路。
- 第1および第2のオペランド信号に符号化された第1および第2のMIオペランドに基づいて少なくとも1つのMI関数が計算され、
前記第1のAFUは第1および第2の算術要素を含み、前記第1および第2の算術要素の各々は第1および第2のSTN入力を有し、前記第1のAFUの前記第1の算術要素は前記第1のMIオペランド信号から前記第1のSTN値を受信するとともに前記第2のMIオペランド信号から前記第2のSTN値を受信するように接続されており、前記第1のAFUの前記第2の算術要素は前記第1のMIオペランド信号から前記第2のSTN値を受信するとともに前記第2のMIオペランド信号から前記第1のSTN値を受信するように接続されており、各算術要素は、入力されたSTN値に基づいて算術関数を前記結果信号に符号化する、請求項1に記載の論理回路。 - 前記第1のAFUの前記第1および第2の算術要素の各々は、入力されたSTN値の差を得る減算器を含む、請求項14に記載の論理回路。
- 前記第1の算術要素は、該第1の算術要素により求められたSTN値の差を負の無限大に丸める丸め要素を含み、前記第2の算術要素は、該第2の算術要素により求められたSTN値の差を正の無限大に丸める丸め要素を含む、請求項15に記載の論理回路。
- 前記第1および第2の算術要素は、標準化された浮動小数点フォーマットに基づいてMI値をそれぞれ算出する、請求項16に記載の論理回路。
- 前記少なくとも第1および第2のAFUのうちの1つが、前記オペランド信号に符号化された前記少なくとも1つのMIオペランド値のうちの第1MIオペランド値のマルチビット集合論的数字STN A1 ,STN A2 と、前記オペランド信号に符号化された前記少なくとも1つのMIオペランド値のうちの第2MIオペランド値のマルチビット集合論的数字STN B1 ,STN B2 とを選択的に受信するように構成されており、当該AFUが、前記第1および第2の結果信号において、それぞれR1,R2で表される前記第1および第2のMI結果値を生成する、請求項1に記載の論理回路。
- 当該AFUが、前記第1および第2のMI結果値を丸める少なくとも1つの丸め要素を含む、請求項19に記載の論理回路。
- 当該AFUが、前記第1のMI結果値R1を負の無限大に丸める第1の丸め要素と、前記第2のMI結果値R2を正の無限大に丸める第2の丸め要素とを含む、請求項19に記載の論理回路。
- 加算、減算、乗算、および除算からなる群から選択される前記算術演算が当該AFUによって前記MI結果値R1,R2を生成するように行われる、請求項21に記載の論理回路。
- 加算、減算、乗算、および除算からなる群から選択される前記算術演算が当該AFUによって前記MI結果値R1,R2を生成するように行われる、請求項19に記載の論理回路。
- 前記少なくとも第1および第2のAFUのうちの1つが、前記オペランド信号に符号化された前記少なくとも1つのMIオペランド値のうちの第1MIオペランド値のマルチビット集合論的数字STN A1 ,STN A2 を選択的に受信するように構成されており、当該AFUが、前記第1および第2の結果信号において、それぞれR1,R2で表される前記第1および第2のMI結果値を生成する、請求項1に記載の論理回路。
- 当該AFUが、前記第1および第2のMI結果値を丸める少なくとも1つの丸め要素を含む、請求項24に記載の論理回路。
- 当該AFUが、前記第1のMI結果値R1を負の無限大に丸める第1の丸め要素と、前記第2のMI結果値R2を正の無限大に丸める第2の丸め要素とを含む、請求項24に記載の論理回路。
- 加算、減算、乗算、および除算からなる群から選択される前記算術演算が当該AFUによって前記MI結果値R1,R2を生成するように行われる、請求項26に記載の論理回路。
- 加算、減算、乗算、および除算からなる群から選択される前記算術演算が当該AFUによって前記MI結果値R1,R2を生成するように行われる、請求項24に記載の論理回路。
- 当該AFUがMI双対演算を行うことにより、STN A2 によって特徴化されるR1と、STN A1 によって特徴化されるR2とを求める、請求項24に記載の論理回路。
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