NEC(日本電気株式会社)若手社員時代の高橋隆一
1981年(昭和56年)4月にNEC(日本電気株式会社)に就職しました．2ヶ月の研修の後，宮崎台にあったC&Cシステム研究所に配属された11人の新人の一人だったのですが，入社2年目の冬，28歳のときに半導体部門(玉川事業場)に送られました．この半導体部門での経験が分岐点になって，その後の人生を決定付けることになりました．
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1983年の筆者(高橋隆一)です．
この時期はNECの半導体部門(玉川)に居ました．
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一番左のフルート奏者が筆者(高橋隆一)です．NECの中央研究所の文化祭の様子です．
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この時期の社内報告(社外秘)を除く，書き物は下記のとおりです:
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1981年4月-1989年3月(昭和56年4月-平成元年3月)の社外発表(発表順)：
著書:
- 高橋隆一:"日本電気における方式設計の自動化，"
超LSI設計シリコン・コンパイレーション，
pp．217-221，サイエンスフォーラム(1988)
…今井正治先生，杉山尚志さん編集の27人による共著を分担執筆しました．
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登録特許:
- 高橋隆一，村岡泰釈:"ハードウエアセマフォ"
特許2020922(特願昭63-155366)(1988)
…出願（公開）件数はこの8年間で30件くらいだったと思います．
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国際会議(conference):
- Ryuichi TAKAHASHI， Takeshi YOSHIMURA and Satoshi GOTO:
"A VLSI Architecture Evaluation System,"
IEEE, ACM, Proc. ICCD'86: International Conference on
Computer Design, pp.60-63 (1986)
(米国ニューヨークにて開催)
…コンピュータの設計についての世界最高の国際会議です．
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研究会
- 高橋隆一，当麻 喜弘:
”組合せ論理回路の時間的ふるまいの一解析法"
信学技報 EC81-78(1982)
- 高橋隆一:
”VLSIハードウエア・アーキテクチャ設計言語:PALSEQ,"
信学技報 CAS84-133(1984)
- 高橋隆一:
”ハードウエア・アーキテクチャシミュレータ:PALSIM,"
信学技報 SSD85-79(1985)
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全国大会
- 高橋隆一，山田 輝彦:
”タイミングチェッカーPULSIMにおける遅延のあつかい方,”
第26回 情処全大 4K-11， pp．1359-1360(1983)
- 高橋隆一:
"VLSIハードウエア・アーキテクチャ設計言語PALSEQ,"
第28回 情処全大 2P-1， pp．1417-1418(1984)
- 高橋隆一:
"ハードウエア・アーキテクチャシミュレーションの一手法,"
第30回 情処全大 5H-3， pp．1941-1942(1985)
- 高橋隆一:
"ハードウエア・アーキテクチャコンパイルの一手法,"
第32回 情処全大 1U-6， pp．1919-1920(1986)
- 芳井晶，高橋隆一:
"ハードウエア・アーキテクチャシミュレータPALSIMの構成と実現,"
第33回 情処全大 6Q-3， pp．2157-2158(1986)
- 高橋隆一:
"データ依存関係に注目した自動パイプライン化,"
昭和63年 信学全大 C-250， 2ー211(1988)
- 高橋隆一， 村岡泰釈， 林 孝雄:
"スコープルールの破壊とデータ依存関係の抽出に特徴をもつ
自動方式・機能設計システムA^2DL-DA,"
第38回 情処全大 4S-2， pp．1345-1346(1989)
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研究所に配属されたのに，半導体部門(玉川事業場)で何してたの?
半導体部門(玉川事業場)から研究所に対して「日本初の完全独自32ビットマイクロプロセッサを作るから若手の応援が欲しい」という要請があって筆者が選ばれたのです．1983年（昭和58年）の年明けから半年間は超LSI 開発本部システム部に勤務していました． パイプライン化の技術調査を担当しました．
超LSI 開発本部の本部長は佐々木元（ささき・はじめ ）さんでした．システム部の部長は可児賢二（かに・けんじ）さんでした．課長は鈴木宗一さん，主任は岩先純一さんでした．
詳しくは書けませんが，研究所からの支援は，無論，筆者だけではありませんでした．
当時NECはインテルとの間で激戦を展開していました． はじめ，筆者は(財)新世代(第五世代)コンピュータ技術開発機構(ICOT)に投入され，半導体部門には同期入社の別の新人が送られるという話だったのですが，直前になってNECは逆のアサインをしたのです．人生を決定付ける分岐点になりました．ICOT(アイコット)に行っていたら知識処理や推論とかが専門の人になっていたと思います．
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日本初の完全独自32ビットマイクロプロセッサ
NEC V60( μPD70616 )諸元 |
テクノロジー | 1．5ミクロンCMOS，アルミ2層 |
規模 | 37万5千トランジスタ |
動作周波数 | 16MHz，3．5MIPS |
アドレッシング・モード | 21種類 |
命令セット | 直交性の高い273種類 |
浮動小数点演算 | IEEE-754準拠 |
仮想空間 | 4Gバイト |
っで，分岐点を過ぎてどうなったの?
インテルと戦うには設計の上流工程を支援する高レベル自動設計システムが必要だと考え，研究所に戻ってNEC独自のハードウエア記述言語(hardware description language)とその処理系の研究開発をするという成り行きになったのです．ハードウエア記述言語は略してHDLと言われます．HDLはハードウエアを記述するための専用言語です．
HDLの有用性には入社当時から既に注目していて，超LSI 開発本部システム部に行く以前に自主的な調査を行って社内報告書を書き上げていました．
東工大（東京工業大学）の恩師，当麻喜弘(とうま・よしひろ)先生はヒル・アンド・ピーターソン(Hill & Peterson)として知られる計算機構成の本を訳されていました．AHPLというHDLを使っている本でした．他にベル・アンド・ニューウェル(Bell & Newell)という計算機構成の本があって，ISPというHDLが使われていたりしました．他にも CDLやDDLなど様々なHDLを調べていたことが，オリジナルなHDLを開発し，大学に戻ってからはVerilog HDLの本を出版させていただくことが出来た，そもそもの背景だったりします．
NEC独自のHDLを用いた高レベル自動設計システムのために２つの新技術を開発しました：
- 超高速オンデマンド機能シミュレーション技術
…ハンドシェークをブール式（組合せ回路）で表現し，要求駆動で評価する機能シミュレーション技術です．
- 結線論理マイクロコードマシン技術
…殆ど制御信号と言える水平型のマイクロプログラムを順序回路で発生させるという技術です．
ICCD'86で発表しました．
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ICCD'86について詳しく知りたい
International Conference on Computer Sesign (ICCD) はコンピュータの設計についての世界最高の国際会議です．電気系エンジニアの学会として大変権威あるアメリカの学会IEEE（アイ・トリプル・イー）が主催して年1回開催されます．
他にCAD（計算機援用設計）の分野ではInternational Conference on Computer-Aided Design(ICCAD)がICCDに対峙する大きな国際会議です．あとはDesign Automation Conference(DAC)も非常に大きな国際会議で，展示会がついていたります．日本では「ダック」と言われます．大学に戻ってからも2005年のアナハイムでの開催，2011年のサンディエゴでの開催を訪れる機会がありました．半導体の分野では他にInternational Solid-State Circuits Conference(ISSCC)が大変権威ある学会だったりします．
V60の命令セット・アーキテクチャは矢野陽一くん…って呼んで良いのか分かりませんが，超Ｌ開本（←超LSI 開発本部の略称）では隣に居たことがあるので「くん」と呼ばせていただきますm(__)m…の設計でした．同じ1986年2月のISSCCで発表しています．V60の回路設計を担当したのは金子博昭さんでした．皆，その後も半導体で活躍されます．
1986年（昭和61年）のICCDは10月6日（月）〜9日（木）まで，ニューヨークのライ・ブルックにあるRye Town Hiltonで開催され，400人以上が参加しました．32ビットマイクロプロセッサについて7社から，計18件の発表のあったことが特徴的でした．この時期，半導体技術は32ビットの汎用プロセッサを1チップに集積できる時代を迎えていたのです，この1986年のICCDがちょうどその発表の時期にあたっていました．
インテルは80386について4件の発表をしていました．モトローラは68030について1件の発表をしました．この時期は既にRISCが話題になっていました．MIPS社から3件の発表がありました．インテルが発表の冒頭で，自信たっぷりに，"80386 is a CISC"と言っていたのが印象的でした．他にIBMから370が1チップになったMicro/370の発表があったり，DECからMicroVAXの発表があったりしました．IBMの発表の座長さんは，N. Tredennickさんで，笑いながら，"The next presentation is for IBM 68...Oh sorry, IBM Micro/370..."と紹介していたりの国際会議でした（笑）．
マイクロプログラムを書き換えて別の命令セットアーキテクチャを実現する技術は当時「ダイナミック・アーキテクチャ」と呼ばれていました．モトローラで68000のマイクロプログラムを作っていた座長のN. Tredennickさんがモトローラを去り，IBMのMicro/370の開発に従事したことは有名だったりすると思います．マイクロプログラム制御方式はCISCの実現に適していると考えられていました．V60でもマイクロプログラム制御方式が使われました．そのマイクロプログラムを結線論理（ハードウエア）で発生させようというのが筆者が考案した結線論理マイクロコードマシン技術だったりします．高レベル自動設計システムの存在が前提になります．
話は1993年（平成5年）にまで飛びますが，インテルが，汎用レジスタが8個しかないx86アーキテクチャで，レジスタ数が32個あったりするRISCに対抗できた理由のひとつは，レジスタ・リネーミングによって出力依存と逆依存を回避できたためでしょ．Pentiumの場合で確か，リオーダ・バッファのエントリ数は40でした．インテルが具体的にどう実現していたかは分かりませんが，理論的にはレジスタが40個あるのと同じになれます．無論，メモリ上での依存関係については，適宜，工夫が必要になります．結線論理マイクロコードマシンや出力依存と逆依存については下記の拙著でご覧になれます：
この本の第1章では調査対象だったCDL，DDL，AHPL，ISPという代表的なHDLを紹介しています．他の章はその後の研究開発や大学に戻って実施したマイクロコンピュータ設計教育環境City-1での経験を背景にしています．
ICCD'86では，"A VLSI Architecture Evaluation System"というタイトルで，独自のHDLを用いた高レベル自動設計システムのために開発した超高速オンデマンド機能シミュレーション技術と結線論理マイクロコードマシン技術を紹介しました．超高速オンデマンド機能シミュレーション技術と結線論理マイクロコードマシン技術については，下記でも紹介しています：
この本自体は電子機器設計を支える代数学の基本を網羅的に扱った著作になっています．まずは，内定をもらって，これから実務に就こうという大学生や大学院生にお勧めの本になっています．
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サイエンスフォーラムの本の所属が，今度は複合交換開発本部になってる…
開発したプロトタイプを設計の現場で試すという話で，1987年（昭和62年）4月から2年間は交換部門があった我孫子（あびこ）事業場に送られていたのです．プロトタイプをもとに高レベル自動設計システムA^2DL-DA(エイ・スクエア・ディーエル・ディーエイ)を実用化してC&Cシステム研究所のシステム基礎研究部に戻りました．
7年後の1994年4月に開学した広島市立大学に助教授として着任して2年後の1996年から学部3年生を対象にマイクロコンピュータ設計教育を実施することになりますが，その時に工夫したVerilog HDLによるオートマトンの記述（SSMD）は高レベル自動設計にも用いることが出来るという話はこの時期の著作：
高橋隆一:"日本電気における方式設計の自動化，"
超LSI設計シリコン・コンパイレーション，
pp．217-221，サイエンスフォーラム(1988)
で既に提示していた筆者のアイデアでした．この「超LSI設計シリコン・コンパイレーション」という本の220ページに「A^2DL(エイ・スクエア・ディーエル)が表現している並列性，つまりどのようなＲＴオペレーションが並列実行されるかは固定されているものと考えてきた．しかし，A^2DLは，それが表現しているＲＴオペレーション間のデータ依存関係（実行の半順序関係）を規定しているにすぎないと考えることもできる．このような解釈を行った場合，データ依存関係を崩さない範囲でＲＴオペレーションの実行を別の状態に移すという組み替えも許されることになる．」と記述しています．
ICCD'86ではオートマトン（状態遷移）記述とフローチャートを表現できる記述の2つを工夫したと発表していますが，オートマトンだけで何もかも出来るということは既に分かっていたのです．ここにＲＴオペレーションはレジスタ間のデータ転送（register transfer operation）を意味し，オートマトン記述は状態単位にこのレジスタ間転送を列挙して次の状態を指定していることを意味します．
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当時の交換部門(我孫子事業場)を南から見た全景です．Office automation(OA)のモデル工場とされていた施設です．
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C&Cシステム研究所って…
筆者が在職していた間はずっと「C&Cシステム研究所」と呼ばれていましたが，量子コンピュータなどを研究していたマイクロエレクトロニクス研究所などを含めた広いくくりでは「中央研究所」だったりします．筆者の年金に関わる記録にも「中央研究所で働いていた」と記載されています．
「C&C」はコンピュータとコミュニケーションの融合("Computers and Communications")を意味する言葉で，小林宏治（こばやし・こうじ）会長が提唱されたNECの理念だったりします．「両方が出来る会社はNEC以外にはない！」と聞かされていました．←Fにも出来るでしょ…秘密！！！（笑）
NECは，当時，気象衛星「ひまわり」が撮影した画像を地上のコンピュータで処理して再度「ひまわり」に配信させることなどをC&Cの事例としていました．当時はNECのACOS（エイコス）1000が世界最大最高速のコンピュータでした．社内に貼ってあった「世界最大最高速のコンピュータを君たちが作っている！」というポスターが懐かしかったりします．NECはICCD'86でSXというスーパーコンピュータの発表も行いました．ギガ・フロップス（FLOPS）を超えたスーパーコンピュータも世界初だったと思います．
NECは住友グループのエースで，学生の人気は全業種全企業の1位，2位でした．電気業界での1位，2位ではありません．全業種全企業での人気が1位，2位でした．リクルーターは大学に行くと，当時CMをしていた斉藤由貴（さいとう・ゆき）のポスターをせがまれたりしていたようでした．斉藤由貴は和田慎二（わだ・しんじ）原作の学園ドラマ「スケバン刑事（デカ）」の主人公，麻宮サキを演じた女優，歌手です．井上揚水（いのうえ・ようすい）作の「夢の中へ」という曲がヒットしましたが，筆者の趣味ではなく，作詞：松本隆（まつもと・たかし）/作曲：筒美京平（つつみ・きょうへい）の「情熱」とかが好きでした．筆者も若かった．
あと，押井守(おしい・まもる)のパトレイバーのイングラムが98式AVって…たぶん，でしょ…パトレイバーの曲を歌っていたのは笠原弘子（かさはら・ひろこ）さんでした．「コンディション・グリーン〜緊急発進〜」は素直に好きでした．川井憲次（かわい・けんじ）さんのコンサートはビデオで観ました．
前述したようにNECでのV60のシステム設計やC&Cシステム研究所での主任としての経験などが背景になって，広島市立大学ではマイクロコンピュータ設計教育環境City-1（シティー・ワン）を13年間実施することになります．City-1は情報工学科の学部3年生を対象に，FPGAコンピュータを一人一台，自由に設計させ，製作までさせる他に類をみない世界最高水準の学生実験でした．FPGAは1990年代に入って普及する万能の機能素子です．簡単なコンピュータなら中央処理装置(CPU)全体が1つのFPGAに集積出来る時代になっていました．が，ライフワークとして情熱を注いだCity-1には凄まじい逆風が吹くのです．興味のある方は広島市立大学・助教授／准教授時代の高橋隆一をご覧下さい．
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信号処理との縁は我孫子事業場まで？
広島市立大学では，2003年（平成15年）度から10年以上にわたって「ディジタル信号処理」の講義を担当することになります．ディジタル信号処理回路は数学的には差分方程式に対応していたりします．ディジタル信号処理とフーリエ級数，フーリエ変換の関係は言うまでもありませんが，差分方程式と言えばZ変換でしょ．そして符号理論ですね．交換，伝送の背景にも奥の深い学問分野が広がっています．
前述した拙著、「電子機器設計に活かすディジタル代数学」ではZ変換や符号理論も紹介しています．
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