座標差分計算装置および座標差分計算方法
【課題】専用の演算器を用いることなく、座標の差分計算の高速化を図る。
【解決手段】本発明の座標差分演算装置は、制御部１、記憶部２〜４、選択部５、および演算部６から構成されている。記憶部２は、ｉ粒子のＸ座標であるＸｉの値を予め記憶し、記憶部３は、Ｘｉに基本セルのＸ軸方向の一辺の長さであるＬｘを加算した（Ｘｉ＋Ｌｘ）の値を予め記憶し、記憶部４は、ＸｉからＬｘを減算した（Ｘｉ−Ｌｘ）の値を予め記憶する。制御部１は、Ｘｉ，（Ｘｉ＋Ｌｘ），（Ｘｉ−Ｌｘ）の値のうち、ｉ粒子を含む微小セルとｊ粒子を含む微小セルとの距離が最小となるような値を選択させるための選択信号を出力する。選択部５は、制御部１から出力された選択信号に基づいて、Ｘｉ，（Ｘｉ＋Ｌｘ），（Ｘｉ−Ｌｘ）のいずれかの値を選択して出力する。演算部６は、制御部１から出力されたＸｊから、選択部５から出力された値を減算することでΔＸｊを演算する。
【解決手段】本発明の座標差分演算装置は、制御部１、記憶部２〜４、選択部５、および演算部６から構成されている。記憶部２は、ｉ粒子のＸ座標であるＸｉの値を予め記憶し、記憶部３は、Ｘｉに基本セルのＸ軸方向の一辺の長さであるＬｘを加算した（Ｘｉ＋Ｌｘ）の値を予め記憶し、記憶部４は、ＸｉからＬｘを減算した（Ｘｉ−Ｌｘ）の値を予め記憶する。制御部１は、Ｘｉ，（Ｘｉ＋Ｌｘ），（Ｘｉ−Ｌｘ）の値のうち、ｉ粒子を含む微小セルとｊ粒子を含む微小セルとの距離が最小となるような値を選択させるための選択信号を出力する。選択部５は、制御部１から出力された選択信号に基づいて、Ｘｉ，（Ｘｉ＋Ｌｘ），（Ｘｉ−Ｌｘ）のいずれかの値を選択して出力する。演算部６は、制御部１から出力されたＸｊから、選択部５から出力された値を減算することでΔＸｊを演算する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの粒子の座標の差分を計算する座標差分計算装置および座標差分計算方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
分子動力学において、ｉ粒子に働く力を計算する場合、ｉ粒子以外の全ての粒子をｊ粒子として、ｉ粒子とｊ粒子の各々との間に働く力の総和を求める。一般に、２つの粒子間に働く力は、粒子間の距離に依存するため、まずは、粒子間の距離を求める必要がある。
【０００３】
しかし、ｉ粒子以外の全ての粒子をｊ粒子とすると、計算量は膨大なものとなる。そこで、最近は、周期的境界条件を用いてｉ粒子に働く力を計算することが行われている。
【０００４】
周期的境界条件では、予め決められた直方体形状の基本セルを考え、ｉ粒子と同一の基本セル内に存在する粒子のみをｊ粒子とする。また、その周囲の各基本セルにも同じ配置でｊ粒子が並んでいると仮定し、ｉ粒子と同一の基本セル内およびその周囲の基本セル内に存在するｊ粒子のうち、ｉ粒子との距離が最小となるｊ粒子を計算対象とし、計算対象のｊ粒子からｉ粒子に対して働く力を計算する。
【０００５】
以下、周期的境界条件について図４〜図６を用いて詳細に説明する。
【０００６】
図４〜図６は、基本セルをＸＹ平面上に２次元的に表した図である。なお、図４〜図６において、各基本セルは、Ｘ軸方向の一辺の長さがＬｘ、Ｙ軸方向の一辺の長さがＬｙで、図示しないＺ軸方向の一辺の長さはＬｚとなっている。また、各基本セルは、複数の微小セルに分割されている。また、各微小セル内には、一般に、複数個の粒子が存在しているが、図４〜図６では、説明の簡略化のために、必要な粒子のみが示されている。
【０００７】
図４の例では、ｉ粒子は、中央の基本セルに存在している。また、ｊ粒子は、ｉ粒子と同一基本セル内に存在しているが、その周囲の各基本セル内にも同じ配置で存在していると仮定する。なお、以下では、説明の便宜のため、ｉ粒子と同一基本セル内のｊ粒子をｊ0粒子と称し、その周囲の各基本セル内のｊ粒子をそれぞれｊ1〜ｊ8粒子と称す。これらｊ0〜ｊ8粒子のうちｉ粒子との距離が最小となるのは、ｉ粒子と同一基本セル内のｊ0粒子である。この場合、周期的境界条件では、ｊ0粒子を計算対象とし、ｊ0粒子からｉ粒子に対して働く力を計算する。
【０００８】
これに対して、図５の例では、ｊ0〜ｊ8粒子のうちｉ粒子との距離が最小となるのは、ｉ粒子と同一基本セル内のｊ0粒子ではなく、その周囲の基本セル内のｊ6粒子である。この場合、周期的境界条件では、ｊ6粒子を計算対象とし、ｊ6粒子からｉ粒子に対して働く力を計算する。
【０００９】
同様に、図６の例では、ｊ0〜ｊ8粒子のうちｉ粒子との距離が最小となるのは、ｉ粒子と同一基本セル内のｊ0粒子ではなく、その周囲の基本セル内のｊ8粒子である。この場合、周期的境界条件では、ｊ8粒子を計算対象とし、ｊ8粒子からｉ粒子に対して働く力を計算する。
【００１０】
上述のような周期的境界条件を用いて粒子間の距離を求める方法としては、特許文献１に開示された方法が公知となっている。
【００１１】
特許文献１に開示された方法では、まず、ｉ粒子と、同一基本セル内のｊ0粒子との座標の差分を計算する。続いて、差分の計算結果を、基本セルの一辺の長さの±１／２と比較する。そして、差分の計算結果が基本セルの一辺の長さの１／２よりも大きい場合は差分の計算結果から基本セルの一辺の長さを減算し、差分の計算結果が基本セルの一辺の長さの−１／２よりも小さい場合は差分の計算結果に基本セルの一辺の長さを加算する。これにより、周期的境界条件を用いた粒子間の距離の計算を実現している。
【００１２】
具体的には、図４の例でＸ軸方向の座標の差分を計算する場合、まず、ｉ粒子とｊ0粒子との座標の差分を計算する。ここでは、差分の計算結果がＬｘ／２よりも大きいこと、−Ｌｘ／２よりも小さいことのいずれにも該当しないものとする。そのため、Ｌｘの加減算は行わない。
【００１３】
これに対して、図５の例でＸ軸方向の座標の差分を計算する場合、まず、ｉ粒子とｊ0粒子との座標の差分を計算する。ここでは、差分の計算結果がＬｘ／２よりも大きいものとする。そのため、差分の計算結果からＬｘを減算することで、ｉ粒子とｊ6粒子との座標の差分を計算する。
【００１４】
また、図６の例でＸ軸方向の座標の差分を計算する場合、まず、ｉ粒子とｊ0粒子との座標の差分を計算する。ここでは、差分の計算結果が−Ｌｘ／２よりも小さいものとする。そのため、差分の計算結果にＬｘを加算することで、ｉ粒子とｊ8粒子との座標の差分を計算する。
【特許文献１】特開平０６−１７６０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、ｊ粒子を変えるたびに、座標の差分の計算結果を±Ｌｘ／２と比較し、その比較結果に応じてＬｘを加減算しており、周期的境界条件を動的に計算する必要がある。そのため、座標の差分の計算量が増大し、計算の高速化が図れない。また、計算の高速化を図るには、周期的境界条件を動的に計算する専用の演算器が必要となり、ゲート量が増大してしまう。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、専用の演算器を用いることなく、座標の差分計算の高速化を図ることができる座標差分計算装置および座標差分計算方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために本発明は、
基本セルを分割して得た複数の微小セルのいずれかに含まれるｉ粒子とｊ粒子の座標の差分を計算する座標差分計算装置であって、
前記ｉ粒子の座標の値を予め記憶する第１の記憶手段と、
前記ｉ粒子の座標に前記基本セルの一辺の長さを加算した値を予め記憶する第２の記憶手段と、
前記ｉ粒子の座標から前記基本セルの一辺の長さを減算した値を予め記憶する第３の記憶手段と、
前記第１から第３の記憶手段に記憶された値のうち、前記ｉ粒子を含む微小セルと前記ｊ粒子を含む微小セルとの距離が最小となるような値を選択するための選択信号を出力するとともに、前記ｊ粒子の座標の値を出力する制御手段と、
前記制御手段から出力された選択信号に基づいて、前記第１から第３の記憶手段に記憶された値のいずれかを選択して出力する選択手段と、
前記制御手段から出力されたｊ粒子の座標の値から、前記選択手段から出力された値を減算する演算手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
上述したように本発明によれば、ｉ粒子に働く力を計算する間は一定となる周期的境界条件として、ｉ粒子の座標の値、ｉ粒子の座標に基本セルの一辺の長さを加算した値、およびｉ粒子の座標から基本セルの一辺の長さを減算した値を予め計算して保持しておく。ｉ粒子とｊ粒子の座標の差分を計算する際には、まず、ｉ粒子を含む微小セルとｊ粒子を含む微小セルとの距離が最小となるような周期的境界条件を選択する。そして、ｊ粒子の座標から、選択した周期的境界条件を減算することで座標差分の計算を行う。
【００１９】
従って、従来技術のように、ｊ粒子が変わるたびに周期的境界条件を動的に計算する必要はないため、専用の演算器を用いなくても、座標差分の計算を高速に行うことができるという効果が得られる。また、専用の演算器を用いる必要がないため、ゲート量を削減し、消費電力を低減することができるという効果も得られる。
【００２０】
また、周期的境界条件は、同一の微小セル内のｊ粒子について計算を行っている間は固定することができるため、周期的境界条件の選択は、ｊ粒子が変わるたびに行う必要はなく、ｊ粒子を含む微小セルが変わるたびに行えば良い。よって、座標差分の計算量が削減されるため、さらに高速に計算することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
まず、本発明の座標差分計算装置の動作原理について説明する。以下では、説明の簡略化のため、Ｘ座標についてのみ説明する。
【００２２】
ここでは、周期的境界条件を用いて、ｉ粒子に働く力を計算する場合を考える。このとき、ｉ粒子の座標を（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）とし、ｉ粒子と同一基本セル内のｊ0粒子（図４〜図６参照）の座標を（Ｘｊ，Ｙｊ，Ｚｊ）とする。なお、ｊ0粒子は、ｉ粒子と同一基本セル内の全粒子となるため、一般に複数個存在する。
【００２３】
周期的境界条件を用いた粒子間の距離は、次の数１で表される。
【００２４】
【数１】
【００２５】
数１において、Ｌｘは、基本セルのＸ軸方向の一辺の長さである。このとき、ｉ粒子に着目すると、ｉ粒子に働く力を計算する間は、ｉ粒子の座標の値は固定されている。また、Ｌｘも固定値である。そこで、上記の数１を次の数２のように変形する。
【００２６】
【数２】
【００２７】
数２において、右辺の第２項目は周期的境界条件であり、Ｘｉ、（Ｘｉ＋Ｌｘ）、または（Ｘｉ−Ｌｘ）のいずれかの値を示す。この周期的境界条件は、ｉ粒子に働く力を計算する間は、ｊ0粒子によらず固定値である。そのため、周期的境界条件は、予め一度だけ計算して保持しておく。
【００２８】
また、周期的境界条件は、Ｘｉ、（Ｘｉ＋Ｌｘ）、または（Ｘｉ−Ｌｘ）の値のうち、ｉ粒子を含む微小セルとｊ粒子を含む微小セルとの距離が最小になるような値を選択する。
【００２９】
具体的には、図４の例では、ｊ0〜ｊ8粒子のうちｉ粒子との距離が最小となるのは、ｉ粒子と同一基本セル内のｊ0粒子である。ｊ0粒子を計算対象とするには、ｊ0粒子の座標にＬｘを加減算する必要はないため、周期的境界条件としてＸｉを選択する。同様に、ｊ0粒子と同一微小セル内にある他の粒子をｊ0粒子として計算する場合も、ｉ粒子を含む微小セルとｊ0粒子を含む微小セルとの距離が最小になる。よって、同一微小セル内のｊ0粒子について計算を行っている間は、周期的境界条件をＸｉに固定する。
【００３０】
また、図５の例では、ｊ0〜ｊ8粒子のうちｉ粒子との距離が最小となるのは、ｉ粒子と同一基本セル内のｊ0粒子ではなく、その周囲の基本セル内のｊ6粒子である。ｊ6粒子を計算対象とするには、ｊ0粒子の座標からＬｘを減算する必要があるため、周期的境界条件として（Ｘｉ＋Ｌｘ）を選択する。同様に、ｊ0粒子と同一微小セル内にある他の粒子をｊ0粒子として計算する場合も、ｉ粒子を含む微小セルとｊ6粒子を含む微小セルとの距離が最小になる。よって、同一微小セル内のｊ0粒子について計算を行っている間は、周期的境界条件を（Ｘｉ＋Ｌｘ）に固定する。
【００３１】
また、図６の例では、ｊ0〜ｊ8粒子のうちｉ粒子との距離が最小となるのは、ｉ粒子と同一基本セル内のｊ0粒子ではなく、その周囲の基本セル内のｊ8粒子である。ｊ8粒子を計算対象とするには、ｊ0粒子の座標にＬｘを加算する必要があるため、周期的境界条件として（Ｘｉ−Ｌｘ）を選択する。同様に、ｊ0粒子と同一微小セル内にある他の粒子をｊ0粒子として計算する場合も、ｉ粒子を含む微小セルとｊ8粒子を含む微小セルとの距離が最小になる。よって、同一微小セル内のｊ0粒子について計算を行っている間は、周期的境界条件を（Ｘｉ−Ｌｘ）に固定する。
【００３２】
このように、周期的境界条件は、同一微小セル内のｊ粒子について計算を行っている間は固定することができる。そのため、ｊ粒子を含む微小セルが変わるたびに、予め計算し保持しておいた周期的境界条件を切り替えれば、座標差分の計算が可能になる。
【００３３】
従って、本発明では、従来技術のように、ｊ粒子が変わるたびに周期的境界条件を動的に計算する必要はないため、専用の演算器を用いなくても、座標差分の計算を高速に行うことが可能になる。
【００３４】
以下、上記の原理で動作を行う本発明の一実施形態の座標差分計算装置の構成について説明する。
【００３５】
図１は、本実施形態の座標差分計算装置の構成を示すブロック図である。なお、図１の構成要素は、実際には、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標の各座標ごとに設けられているが、図１では、Ｘ座標に関連する構成要素のみが示され、Ｙ座標およびＺ座標に関連する構成要素は省略されている。
【００３６】
図１を参照すると、本実施形態の座標差分計算装置は、制御部１、記憶部２〜４、選択部５、および演算部６から構成されている。
【００３７】
制御部１は、選択部５および演算部６の制御を行う。具体的には、制御部１は、演算部６に対しては、演算に用いるパラメータとして、基本セルのＸ軸方向の一辺の長さであるＬｘ、ｉ粒子のＸ座標の値であるＸｉ、ｊ粒子のＸ座標の値であるＸｊを出力するとともに、演算部６の動作内容を規定するための制御信号を出力する。また、制御部１は、選択部５に対しては、周期的境界条件となるＸｉ，（Ｘｉ＋Ｌｘ），（Ｘｉ−Ｌｘ）の値のうち、ｉ粒子を含む微小セルとｊ粒子を含む微小セルとの距離が最小となるような値を選択するための選択信号を出力する。
【００３８】
なお、本実施形態の座標差分計算装置には、ｉ粒子またはｊ粒子となる各粒子の座標、基本セルの一辺の長さ、および、ｉ粒子を含む微小セルとｊ粒子を含む微小セルとの距離を最小とするために選択すべき周期的境界条件を記憶した不図示のメモリが設けられている。制御部１は、このメモリに記憶されている情報を必要に応じて読み出し、選択部５および演算部６に対して出力している。
【００３９】
記憶部２は、Ｘｉの値を予め記憶する第１の記憶手段であり、また、記憶部３は、ＸｉにＬｘを加算した（Ｘｉ＋Ｌｘ）の値を予め記憶する第２の記憶手段であり、また、記憶部４は、ＸｉからＬｘを減算した（Ｘｉ−Ｌｘ）の値を予め記憶する第３の記憶手段である。
【００４０】
選択部５は、制御部１から出力された選択信号に基づいて、記憶部２〜４にそれぞれ記憶されているＸｉ，（Ｘｉ＋Ｌｘ），（Ｘｉ−Ｌｘ）のいずれかを選択して出力する。
【００４１】
演算部６は、制御部１から出力された制御信号に基づいて動作を行う。具体的には、演算部６は、制御部１から出力されたＸｊと選択部５から出力された値を用いて、Ｘｊから選択部５の出力値を減算することでΔＸｊを演算し、また、制御部１から出力されたＸｉとＬｘを用いて、（Ｘｉ＋Ｌｘ），（Ｘｉ−Ｌｘ）を演算する。また、演算部６は、制御部１から出力されたＸｉを記憶部２に記憶させるとともに、演算した（Ｘｉ＋Ｌｘ），（Ｘｉ−Ｌｘ）を記憶部３，４にそれぞれ記憶させる。
【００４２】
以下、図１に示した座標差分計算装置の動作について、図２および図３を参照して説明する。
【００４３】
図２を参照すると、まず、制御部１は、ｉ粒子のＸ座標であるＸｉと基本セルのＸ軸方向の一辺の長さＬｘを演算部６に対して出力するとともに、Ｘｉ，（Ｘｉ＋Ｌｘ），（Ｘｉ−Ｌｘ）を記憶部２〜４にそれぞれ記憶させる動作を実行させるための制御信号を演算部６に対して出力する。
【００４４】
これを受けて、演算部６は、制御部１から出力されたＸｉをそのまま記憶部２に記憶させるとともに、制御部１から出力されたＸｉとＬｘを用いて、（Ｘｉ＋Ｌｘ），（Ｘｉ−Ｌｘ）を演算して記憶部３，４に記憶させる。
【００４５】
図３を参照すると、続いて、制御部１は、ｉ粒子と同一基本セル内のいずれかの微小セルを選択し、さらに、選択した微小セル内のいずれかの粒子をｊ0粒子として選択し、選択したｊ0粒子のＸ座標であるＸｊを演算部６に対して出力するとともに、Ｘｊから選択部５の出力値を減算する動作を実行させるための制御信号を演算部６に対して出力する。
【００４６】
さらに、制御部１は、記憶部２〜４にそれぞれ記憶されたＸｉ，（Ｘｉ＋Ｌｘ），（Ｘｉ−Ｌｘ）の値のうち、ｉ粒子を含む微小セルとｊ粒子を含む微小セルとの距離が最小となるような値を選択するための選択信号を選択部５に対して出力する。
【００４７】
具体的には、図４の例では、ｉ粒子を含む微小セルとｊ0粒子を含む微小セルとの距離が最小となる。そこで、制御部１は、ｊ0粒子を計算対象とするため、Ｘｉを選択させるための選択信号を出力する。
【００４８】
また、図５の例では、ｉ粒子を含む微小セルとｊ6粒子を含む微小セルとの距離が最小となる。そこで、制御部１は、ｊ6粒子を計算対象とするため、（Ｘｉ＋Ｌｘ）を選択させるための選択信号を出力する。
【００４９】
また、図６の例では、ｉ粒子を含む微小セルとｊ8粒子を含む微小セルとの距離が最小となる。そこで、制御部１は、ｊ8粒子を計算対象とするため、（Ｘｉ−Ｌｘ）を選択させるための選択信号を出力する。
【００５０】
その後、選択部５は、制御部１から出力された選択信号に基づき、記憶部２〜４にそれぞれ記憶されているＸｉ，（Ｘｉ＋Ｌｘ），（Ｘｉ−Ｌｘ）のいずれかを選択して演算部６に対して出力し、演算部６は、制御部１から出力されたＸｊから選択部５の出力を減算することでΔＸｊを計算する。
【００５１】
以降、制御部１は、選択信号を固定したまま、同一微小セル内の別のｊ0粒子のＸ座標を順次演算部６に出力して、同一微小セル内の全てのｊ0粒子についてΔＸｊの計算を完了させる。そして、同一微小セル内の全てのｊ0粒子についてΔＸｊの計算が完了すると、制御部１は、基本セル内の別の微小セルを選択し、選択した微小セルに応じて選択信号を切り替え、その微小セル内の全てのｊ0粒子について上記と同様にΔＸｊの計算を行う。ただし、次に選択した微小セルによっては、選択信号を切り替えない場合もある。
【００５２】
上述したように本実施形態においては、ｉ粒子に働く力を計算する間は一定となる周期的境界条件を予め計算して保持しておく。そして、ｉ粒子とｊ粒子の座標の差分を計算する際には、ｉ粒子を含む微小セルとｊ粒子を含む微小セルとの距離が最小となるような周期的境界条件を選択して座標差分の計算を行う。
【００５３】
従って、従来技術のように、ｊ粒子が変わるたびに周期的境界条件を動的に計算する必要はないため、専用の演算器を用いなくても、座標差分の計算を高速に行うことができる。また、専用の演算器を用いる必要がないため、ゲート量を削減することができるとともに、消費電力を低減することができる。
【００５４】
また、周期的境界条件は、同一の微小セル内のｊ粒子について計算を行っている間は固定することができるため、周期的境界条件の選択は、ｊ粒子が変わるたびに行う必要はなく、ｊ粒子を含む微小セルが変わるたびに行えば良い。よって、座標差分の計算量が削減されるため、計算のさらなる高速化に寄与し得る。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態の座標差分計算装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した座標差分計算装置において、周期的境界条件を予め計算し保持する動作を説明する図である。
【図３】図１に示した座標差分計算装置において、予め保持しておいた周期的境界条件を用いて座標の差分を計算する動作を説明する図である。
【図４】基本セルをＸＹ平面上に２次元的に表した一例を示す図ある。
【図５】基本セルをＸＹ平面上に２次元的に表した他の例を示す図ある。
【図６】基本セルをＸＹ平面上に２次元的に表したさらに他の例を示す図ある。
【符号の説明】
【００５６】
１ 制御部
２〜４ 記憶部
５ 選択部
６ 演算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの粒子の座標の差分を計算する座標差分計算装置および座標差分計算方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
分子動力学において、ｉ粒子に働く力を計算する場合、ｉ粒子以外の全ての粒子をｊ粒子として、ｉ粒子とｊ粒子の各々との間に働く力の総和を求める。一般に、２つの粒子間に働く力は、粒子間の距離に依存するため、まずは、粒子間の距離を求める必要がある。
【０００３】
しかし、ｉ粒子以外の全ての粒子をｊ粒子とすると、計算量は膨大なものとなる。そこで、最近は、周期的境界条件を用いてｉ粒子に働く力を計算することが行われている。
【０００４】
周期的境界条件では、予め決められた直方体形状の基本セルを考え、ｉ粒子と同一の基本セル内に存在する粒子のみをｊ粒子とする。また、その周囲の各基本セルにも同じ配置でｊ粒子が並んでいると仮定し、ｉ粒子と同一の基本セル内およびその周囲の基本セル内に存在するｊ粒子のうち、ｉ粒子との距離が最小となるｊ粒子を計算対象とし、計算対象のｊ粒子からｉ粒子に対して働く力を計算する。
【０００５】
以下、周期的境界条件について図４〜図６を用いて詳細に説明する。
【０００６】
図４〜図６は、基本セルをＸＹ平面上に２次元的に表した図である。なお、図４〜図６において、各基本セルは、Ｘ軸方向の一辺の長さがＬｘ、Ｙ軸方向の一辺の長さがＬｙで、図示しないＺ軸方向の一辺の長さはＬｚとなっている。また、各基本セルは、複数の微小セルに分割されている。また、各微小セル内には、一般に、複数個の粒子が存在しているが、図４〜図６では、説明の簡略化のために、必要な粒子のみが示されている。
【０００７】
図４の例では、ｉ粒子は、中央の基本セルに存在している。また、ｊ粒子は、ｉ粒子と同一基本セル内に存在しているが、その周囲の各基本セル内にも同じ配置で存在していると仮定する。なお、以下では、説明の便宜のため、ｉ粒子と同一基本セル内のｊ粒子をｊ0粒子と称し、その周囲の各基本セル内のｊ粒子をそれぞれｊ1〜ｊ8粒子と称す。これらｊ0〜ｊ8粒子のうちｉ粒子との距離が最小となるのは、ｉ粒子と同一基本セル内のｊ0粒子である。この場合、周期的境界条件では、ｊ0粒子を計算対象とし、ｊ0粒子からｉ粒子に対して働く力を計算する。
【０００８】
これに対して、図５の例では、ｊ0〜ｊ8粒子のうちｉ粒子との距離が最小となるのは、ｉ粒子と同一基本セル内のｊ0粒子ではなく、その周囲の基本セル内のｊ6粒子である。この場合、周期的境界条件では、ｊ6粒子を計算対象とし、ｊ6粒子からｉ粒子に対して働く力を計算する。
【０００９】
同様に、図６の例では、ｊ0〜ｊ8粒子のうちｉ粒子との距離が最小となるのは、ｉ粒子と同一基本セル内のｊ0粒子ではなく、その周囲の基本セル内のｊ8粒子である。この場合、周期的境界条件では、ｊ8粒子を計算対象とし、ｊ8粒子からｉ粒子に対して働く力を計算する。
【００１０】
上述のような周期的境界条件を用いて粒子間の距離を求める方法としては、特許文献１に開示された方法が公知となっている。
【００１１】
特許文献１に開示された方法では、まず、ｉ粒子と、同一基本セル内のｊ0粒子との座標の差分を計算する。続いて、差分の計算結果を、基本セルの一辺の長さの±１／２と比較する。そして、差分の計算結果が基本セルの一辺の長さの１／２よりも大きい場合は差分の計算結果から基本セルの一辺の長さを減算し、差分の計算結果が基本セルの一辺の長さの−１／２よりも小さい場合は差分の計算結果に基本セルの一辺の長さを加算する。これにより、周期的境界条件を用いた粒子間の距離の計算を実現している。
【００１２】
具体的には、図４の例でＸ軸方向の座標の差分を計算する場合、まず、ｉ粒子とｊ0粒子との座標の差分を計算する。ここでは、差分の計算結果がＬｘ／２よりも大きいこと、−Ｌｘ／２よりも小さいことのいずれにも該当しないものとする。そのため、Ｌｘの加減算は行わない。
【００１３】
これに対して、図５の例でＸ軸方向の座標の差分を計算する場合、まず、ｉ粒子とｊ0粒子との座標の差分を計算する。ここでは、差分の計算結果がＬｘ／２よりも大きいものとする。そのため、差分の計算結果からＬｘを減算することで、ｉ粒子とｊ6粒子との座標の差分を計算する。
【００１４】
また、図６の例でＸ軸方向の座標の差分を計算する場合、まず、ｉ粒子とｊ0粒子との座標の差分を計算する。ここでは、差分の計算結果が−Ｌｘ／２よりも小さいものとする。そのため、差分の計算結果にＬｘを加算することで、ｉ粒子とｊ8粒子との座標の差分を計算する。
【特許文献１】特開平０６−１７６０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、ｊ粒子を変えるたびに、座標の差分の計算結果を±Ｌｘ／２と比較し、その比較結果に応じてＬｘを加減算しており、周期的境界条件を動的に計算する必要がある。そのため、座標の差分の計算量が増大し、計算の高速化が図れない。また、計算の高速化を図るには、周期的境界条件を動的に計算する専用の演算器が必要となり、ゲート量が増大してしまう。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、専用の演算器を用いることなく、座標の差分計算の高速化を図ることができる座標差分計算装置および座標差分計算方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために本発明は、
基本セルを分割して得た複数の微小セルのいずれかに含まれるｉ粒子とｊ粒子の座標の差分を計算する座標差分計算装置であって、
前記ｉ粒子の座標の値を予め記憶する第１の記憶手段と、
前記ｉ粒子の座標に前記基本セルの一辺の長さを加算した値を予め記憶する第２の記憶手段と、
前記ｉ粒子の座標から前記基本セルの一辺の長さを減算した値を予め記憶する第３の記憶手段と、
前記第１から第３の記憶手段に記憶された値のうち、前記ｉ粒子を含む微小セルと前記ｊ粒子を含む微小セルとの距離が最小となるような値を選択するための選択信号を出力するとともに、前記ｊ粒子の座標の値を出力する制御手段と、
前記制御手段から出力された選択信号に基づいて、前記第１から第３の記憶手段に記憶された値のいずれかを選択して出力する選択手段と、
前記制御手段から出力されたｊ粒子の座標の値から、前記選択手段から出力された値を減算する演算手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
上述したように本発明によれば、ｉ粒子に働く力を計算する間は一定となる周期的境界条件として、ｉ粒子の座標の値、ｉ粒子の座標に基本セルの一辺の長さを加算した値、およびｉ粒子の座標から基本セルの一辺の長さを減算した値を予め計算して保持しておく。ｉ粒子とｊ粒子の座標の差分を計算する際には、まず、ｉ粒子を含む微小セルとｊ粒子を含む微小セルとの距離が最小となるような周期的境界条件を選択する。そして、ｊ粒子の座標から、選択した周期的境界条件を減算することで座標差分の計算を行う。
【００１９】
従って、従来技術のように、ｊ粒子が変わるたびに周期的境界条件を動的に計算する必要はないため、専用の演算器を用いなくても、座標差分の計算を高速に行うことができるという効果が得られる。また、専用の演算器を用いる必要がないため、ゲート量を削減し、消費電力を低減することができるという効果も得られる。
【００２０】
また、周期的境界条件は、同一の微小セル内のｊ粒子について計算を行っている間は固定することができるため、周期的境界条件の選択は、ｊ粒子が変わるたびに行う必要はなく、ｊ粒子を含む微小セルが変わるたびに行えば良い。よって、座標差分の計算量が削減されるため、さらに高速に計算することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
まず、本発明の座標差分計算装置の動作原理について説明する。以下では、説明の簡略化のため、Ｘ座標についてのみ説明する。
【００２２】
ここでは、周期的境界条件を用いて、ｉ粒子に働く力を計算する場合を考える。このとき、ｉ粒子の座標を（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）とし、ｉ粒子と同一基本セル内のｊ0粒子（図４〜図６参照）の座標を（Ｘｊ，Ｙｊ，Ｚｊ）とする。なお、ｊ0粒子は、ｉ粒子と同一基本セル内の全粒子となるため、一般に複数個存在する。
【００２３】
周期的境界条件を用いた粒子間の距離は、次の数１で表される。
【００２４】
【数１】
【００２５】
数１において、Ｌｘは、基本セルのＸ軸方向の一辺の長さである。このとき、ｉ粒子に着目すると、ｉ粒子に働く力を計算する間は、ｉ粒子の座標の値は固定されている。また、Ｌｘも固定値である。そこで、上記の数１を次の数２のように変形する。
【００２６】
【数２】
【００２７】
数２において、右辺の第２項目は周期的境界条件であり、Ｘｉ、（Ｘｉ＋Ｌｘ）、または（Ｘｉ−Ｌｘ）のいずれかの値を示す。この周期的境界条件は、ｉ粒子に働く力を計算する間は、ｊ0粒子によらず固定値である。そのため、周期的境界条件は、予め一度だけ計算して保持しておく。
【００２８】
また、周期的境界条件は、Ｘｉ、（Ｘｉ＋Ｌｘ）、または（Ｘｉ−Ｌｘ）の値のうち、ｉ粒子を含む微小セルとｊ粒子を含む微小セルとの距離が最小になるような値を選択する。
【００２９】
具体的には、図４の例では、ｊ0〜ｊ8粒子のうちｉ粒子との距離が最小となるのは、ｉ粒子と同一基本セル内のｊ0粒子である。ｊ0粒子を計算対象とするには、ｊ0粒子の座標にＬｘを加減算する必要はないため、周期的境界条件としてＸｉを選択する。同様に、ｊ0粒子と同一微小セル内にある他の粒子をｊ0粒子として計算する場合も、ｉ粒子を含む微小セルとｊ0粒子を含む微小セルとの距離が最小になる。よって、同一微小セル内のｊ0粒子について計算を行っている間は、周期的境界条件をＸｉに固定する。
【００３０】
また、図５の例では、ｊ0〜ｊ8粒子のうちｉ粒子との距離が最小となるのは、ｉ粒子と同一基本セル内のｊ0粒子ではなく、その周囲の基本セル内のｊ6粒子である。ｊ6粒子を計算対象とするには、ｊ0粒子の座標からＬｘを減算する必要があるため、周期的境界条件として（Ｘｉ＋Ｌｘ）を選択する。同様に、ｊ0粒子と同一微小セル内にある他の粒子をｊ0粒子として計算する場合も、ｉ粒子を含む微小セルとｊ6粒子を含む微小セルとの距離が最小になる。よって、同一微小セル内のｊ0粒子について計算を行っている間は、周期的境界条件を（Ｘｉ＋Ｌｘ）に固定する。
【００３１】
また、図６の例では、ｊ0〜ｊ8粒子のうちｉ粒子との距離が最小となるのは、ｉ粒子と同一基本セル内のｊ0粒子ではなく、その周囲の基本セル内のｊ8粒子である。ｊ8粒子を計算対象とするには、ｊ0粒子の座標にＬｘを加算する必要があるため、周期的境界条件として（Ｘｉ−Ｌｘ）を選択する。同様に、ｊ0粒子と同一微小セル内にある他の粒子をｊ0粒子として計算する場合も、ｉ粒子を含む微小セルとｊ8粒子を含む微小セルとの距離が最小になる。よって、同一微小セル内のｊ0粒子について計算を行っている間は、周期的境界条件を（Ｘｉ−Ｌｘ）に固定する。
【００３２】
このように、周期的境界条件は、同一微小セル内のｊ粒子について計算を行っている間は固定することができる。そのため、ｊ粒子を含む微小セルが変わるたびに、予め計算し保持しておいた周期的境界条件を切り替えれば、座標差分の計算が可能になる。
【００３３】
従って、本発明では、従来技術のように、ｊ粒子が変わるたびに周期的境界条件を動的に計算する必要はないため、専用の演算器を用いなくても、座標差分の計算を高速に行うことが可能になる。
【００３４】
以下、上記の原理で動作を行う本発明の一実施形態の座標差分計算装置の構成について説明する。
【００３５】
図１は、本実施形態の座標差分計算装置の構成を示すブロック図である。なお、図１の構成要素は、実際には、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標の各座標ごとに設けられているが、図１では、Ｘ座標に関連する構成要素のみが示され、Ｙ座標およびＺ座標に関連する構成要素は省略されている。
【００３６】
図１を参照すると、本実施形態の座標差分計算装置は、制御部１、記憶部２〜４、選択部５、および演算部６から構成されている。
【００３７】
制御部１は、選択部５および演算部６の制御を行う。具体的には、制御部１は、演算部６に対しては、演算に用いるパラメータとして、基本セルのＸ軸方向の一辺の長さであるＬｘ、ｉ粒子のＸ座標の値であるＸｉ、ｊ粒子のＸ座標の値であるＸｊを出力するとともに、演算部６の動作内容を規定するための制御信号を出力する。また、制御部１は、選択部５に対しては、周期的境界条件となるＸｉ，（Ｘｉ＋Ｌｘ），（Ｘｉ−Ｌｘ）の値のうち、ｉ粒子を含む微小セルとｊ粒子を含む微小セルとの距離が最小となるような値を選択するための選択信号を出力する。
【００３８】
なお、本実施形態の座標差分計算装置には、ｉ粒子またはｊ粒子となる各粒子の座標、基本セルの一辺の長さ、および、ｉ粒子を含む微小セルとｊ粒子を含む微小セルとの距離を最小とするために選択すべき周期的境界条件を記憶した不図示のメモリが設けられている。制御部１は、このメモリに記憶されている情報を必要に応じて読み出し、選択部５および演算部６に対して出力している。
【００３９】
記憶部２は、Ｘｉの値を予め記憶する第１の記憶手段であり、また、記憶部３は、ＸｉにＬｘを加算した（Ｘｉ＋Ｌｘ）の値を予め記憶する第２の記憶手段であり、また、記憶部４は、ＸｉからＬｘを減算した（Ｘｉ−Ｌｘ）の値を予め記憶する第３の記憶手段である。
【００４０】
選択部５は、制御部１から出力された選択信号に基づいて、記憶部２〜４にそれぞれ記憶されているＸｉ，（Ｘｉ＋Ｌｘ），（Ｘｉ−Ｌｘ）のいずれかを選択して出力する。
【００４１】
演算部６は、制御部１から出力された制御信号に基づいて動作を行う。具体的には、演算部６は、制御部１から出力されたＸｊと選択部５から出力された値を用いて、Ｘｊから選択部５の出力値を減算することでΔＸｊを演算し、また、制御部１から出力されたＸｉとＬｘを用いて、（Ｘｉ＋Ｌｘ），（Ｘｉ−Ｌｘ）を演算する。また、演算部６は、制御部１から出力されたＸｉを記憶部２に記憶させるとともに、演算した（Ｘｉ＋Ｌｘ），（Ｘｉ−Ｌｘ）を記憶部３，４にそれぞれ記憶させる。
【００４２】
以下、図１に示した座標差分計算装置の動作について、図２および図３を参照して説明する。
【００４３】
図２を参照すると、まず、制御部１は、ｉ粒子のＸ座標であるＸｉと基本セルのＸ軸方向の一辺の長さＬｘを演算部６に対して出力するとともに、Ｘｉ，（Ｘｉ＋Ｌｘ），（Ｘｉ−Ｌｘ）を記憶部２〜４にそれぞれ記憶させる動作を実行させるための制御信号を演算部６に対して出力する。
【００４４】
これを受けて、演算部６は、制御部１から出力されたＸｉをそのまま記憶部２に記憶させるとともに、制御部１から出力されたＸｉとＬｘを用いて、（Ｘｉ＋Ｌｘ），（Ｘｉ−Ｌｘ）を演算して記憶部３，４に記憶させる。
【００４５】
図３を参照すると、続いて、制御部１は、ｉ粒子と同一基本セル内のいずれかの微小セルを選択し、さらに、選択した微小セル内のいずれかの粒子をｊ0粒子として選択し、選択したｊ0粒子のＸ座標であるＸｊを演算部６に対して出力するとともに、Ｘｊから選択部５の出力値を減算する動作を実行させるための制御信号を演算部６に対して出力する。
【００４６】
さらに、制御部１は、記憶部２〜４にそれぞれ記憶されたＸｉ，（Ｘｉ＋Ｌｘ），（Ｘｉ−Ｌｘ）の値のうち、ｉ粒子を含む微小セルとｊ粒子を含む微小セルとの距離が最小となるような値を選択するための選択信号を選択部５に対して出力する。
【００４７】
具体的には、図４の例では、ｉ粒子を含む微小セルとｊ0粒子を含む微小セルとの距離が最小となる。そこで、制御部１は、ｊ0粒子を計算対象とするため、Ｘｉを選択させるための選択信号を出力する。
【００４８】
また、図５の例では、ｉ粒子を含む微小セルとｊ6粒子を含む微小セルとの距離が最小となる。そこで、制御部１は、ｊ6粒子を計算対象とするため、（Ｘｉ＋Ｌｘ）を選択させるための選択信号を出力する。
【００４９】
また、図６の例では、ｉ粒子を含む微小セルとｊ8粒子を含む微小セルとの距離が最小となる。そこで、制御部１は、ｊ8粒子を計算対象とするため、（Ｘｉ−Ｌｘ）を選択させるための選択信号を出力する。
【００５０】
その後、選択部５は、制御部１から出力された選択信号に基づき、記憶部２〜４にそれぞれ記憶されているＸｉ，（Ｘｉ＋Ｌｘ），（Ｘｉ−Ｌｘ）のいずれかを選択して演算部６に対して出力し、演算部６は、制御部１から出力されたＸｊから選択部５の出力を減算することでΔＸｊを計算する。
【００５１】
以降、制御部１は、選択信号を固定したまま、同一微小セル内の別のｊ0粒子のＸ座標を順次演算部６に出力して、同一微小セル内の全てのｊ0粒子についてΔＸｊの計算を完了させる。そして、同一微小セル内の全てのｊ0粒子についてΔＸｊの計算が完了すると、制御部１は、基本セル内の別の微小セルを選択し、選択した微小セルに応じて選択信号を切り替え、その微小セル内の全てのｊ0粒子について上記と同様にΔＸｊの計算を行う。ただし、次に選択した微小セルによっては、選択信号を切り替えない場合もある。
【００５２】
上述したように本実施形態においては、ｉ粒子に働く力を計算する間は一定となる周期的境界条件を予め計算して保持しておく。そして、ｉ粒子とｊ粒子の座標の差分を計算する際には、ｉ粒子を含む微小セルとｊ粒子を含む微小セルとの距離が最小となるような周期的境界条件を選択して座標差分の計算を行う。
【００５３】
従って、従来技術のように、ｊ粒子が変わるたびに周期的境界条件を動的に計算する必要はないため、専用の演算器を用いなくても、座標差分の計算を高速に行うことができる。また、専用の演算器を用いる必要がないため、ゲート量を削減することができるとともに、消費電力を低減することができる。
【００５４】
また、周期的境界条件は、同一の微小セル内のｊ粒子について計算を行っている間は固定することができるため、周期的境界条件の選択は、ｊ粒子が変わるたびに行う必要はなく、ｊ粒子を含む微小セルが変わるたびに行えば良い。よって、座標差分の計算量が削減されるため、計算のさらなる高速化に寄与し得る。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態の座標差分計算装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した座標差分計算装置において、周期的境界条件を予め計算し保持する動作を説明する図である。
【図３】図１に示した座標差分計算装置において、予め保持しておいた周期的境界条件を用いて座標の差分を計算する動作を説明する図である。
【図４】基本セルをＸＹ平面上に２次元的に表した一例を示す図ある。
【図５】基本セルをＸＹ平面上に２次元的に表した他の例を示す図ある。
【図６】基本セルをＸＹ平面上に２次元的に表したさらに他の例を示す図ある。
【符号の説明】
【００５６】
１ 制御部
２〜４ 記憶部
５ 選択部
６ 演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本セルを分割して得た複数の微小セルのいずれかに含まれるｉ粒子とｊ粒子の座標の差分を計算する座標差分計算装置であって、
前記ｉ粒子の座標の値を予め記憶する第１の記憶手段と、
前記ｉ粒子の座標に前記基本セルの一辺の長さを加算した値を予め記憶する第２の記憶手段と、
前記ｉ粒子の座標から前記基本セルの一辺の長さを減算した値を予め記憶する第３の記憶手段と、
前記第１から第３の記憶手段に記憶された値のうち、前記ｉ粒子を含む微小セルと前記ｊ粒子を含む微小セルとの距離が最小となるような値を選択するための選択信号を出力するとともに、前記ｊ粒子の座標の値を出力する制御手段と、
前記制御手段から出力された選択信号に基づいて、前記第１から第３の記憶手段に記憶された値のいずれかを選択して出力する選択手段と、
前記制御手段から出力されたｊ粒子の座標の値から、前記選択手段から出力された値を減算する演算手段とを有することを特徴とする座標差分計算装置。
【請求項２】
請求項１に記載の座標差分計算装置において、
前記制御手段は、前記ｉ粒子の座標の値と前記基本セルの一辺の長さを前記演算手段に対して予め出力し、
前記演算手段は、前記制御手段から出力されたｉ粒子の座標の値と前記基本セルの一辺の長さに基づいて、前記ｉ粒子の座標に前記基本セルの一辺の長さを加算し、該加算値を前記第２の記憶手段に予め記憶させるとともに、前記ｉ粒子の座標から前記基本セルの一辺の長さを減算し、該減算値を前記第３の記憶手段に予め記憶させ、さらに、前記制御手段から出力されたｉ粒子の座標の値を前記第１の記憶手段に予め記憶させることを特徴とする座標差分計算装置。
【請求項３】
基本セルを分割して得た複数の微小セルのいずれかに含まれるｉ粒子とｊ粒子の座標の差分を計算する座標差分計算方法であって、
前記ｉ粒子の座標の値を第１の記憶手段に予め記憶する第１のステップと、
前記ｉ粒子の座標に前記基本セルの一辺の長さを加算した値を第２の記憶手段に予め記憶する第２のステップと、
前記ｉ粒子の座標から前記基本セルの一辺の長さを減算した値を第３の記憶手段に予め記憶する第３のステップと、
前記第１から第３の記憶手段に記憶された値のうち、前記ｉ粒子を含む微小セルと前記ｊ粒子を含む微小セルとの距離が最小となるような値を選択するための選択信号を出力するとともに、前記ｊ粒子の座標の値を出力する第４のステップと、
前記第４のステップで出力された選択信号に基づいて、前記第１から第３の記憶手段に記憶された値のいずれかを選択して出力する第５のステップと、
前記第４のステップで出力されたｊ粒子の座標の値から、前記第５のステップで出力された値を減算する第６のステップとを有することを特徴とする座標差分計算方法。
【請求項４】
請求項３に記載の座標差分計算方法において、
前記ｉ粒子の座標の値と前記基本セルの一辺の長さを予め出力する第７のステップをさらに有し、
前記第１のステップでは、前記第７のステップで出力されたｉ粒子の座標の値を前記第１の記憶手段に予め記憶させ、
前記第２のステップでは、前記第７のステップで出力されたｉ粒子の座標の値と前記基本セルの一辺の長さに基づいて、前記ｉ粒子の座標に前記基本セルの一辺の長さを加算し、該加算値を前記第２の記憶手段に予め記憶させ、
前記第３のステップでは、前記第７のステップで出力されたｉ粒子の座標の値と前記基本セルの一辺の長さに基づいて、前記ｉ粒子の座標から前記基本セルの一辺の長さを減算し、該減算値を前記第３の記憶手段に予め記憶させることを特徴とする座標差分計算方法。
【請求項１】
基本セルを分割して得た複数の微小セルのいずれかに含まれるｉ粒子とｊ粒子の座標の差分を計算する座標差分計算装置であって、
前記ｉ粒子の座標の値を予め記憶する第１の記憶手段と、
前記ｉ粒子の座標に前記基本セルの一辺の長さを加算した値を予め記憶する第２の記憶手段と、
前記ｉ粒子の座標から前記基本セルの一辺の長さを減算した値を予め記憶する第３の記憶手段と、
前記第１から第３の記憶手段に記憶された値のうち、前記ｉ粒子を含む微小セルと前記ｊ粒子を含む微小セルとの距離が最小となるような値を選択するための選択信号を出力するとともに、前記ｊ粒子の座標の値を出力する制御手段と、
前記制御手段から出力された選択信号に基づいて、前記第１から第３の記憶手段に記憶された値のいずれかを選択して出力する選択手段と、
前記制御手段から出力されたｊ粒子の座標の値から、前記選択手段から出力された値を減算する演算手段とを有することを特徴とする座標差分計算装置。
【請求項２】
請求項１に記載の座標差分計算装置において、
前記制御手段は、前記ｉ粒子の座標の値と前記基本セルの一辺の長さを前記演算手段に対して予め出力し、
前記演算手段は、前記制御手段から出力されたｉ粒子の座標の値と前記基本セルの一辺の長さに基づいて、前記ｉ粒子の座標に前記基本セルの一辺の長さを加算し、該加算値を前記第２の記憶手段に予め記憶させるとともに、前記ｉ粒子の座標から前記基本セルの一辺の長さを減算し、該減算値を前記第３の記憶手段に予め記憶させ、さらに、前記制御手段から出力されたｉ粒子の座標の値を前記第１の記憶手段に予め記憶させることを特徴とする座標差分計算装置。
【請求項３】
基本セルを分割して得た複数の微小セルのいずれかに含まれるｉ粒子とｊ粒子の座標の差分を計算する座標差分計算方法であって、
前記ｉ粒子の座標の値を第１の記憶手段に予め記憶する第１のステップと、
前記ｉ粒子の座標に前記基本セルの一辺の長さを加算した値を第２の記憶手段に予め記憶する第２のステップと、
前記ｉ粒子の座標から前記基本セルの一辺の長さを減算した値を第３の記憶手段に予め記憶する第３のステップと、
前記第１から第３の記憶手段に記憶された値のうち、前記ｉ粒子を含む微小セルと前記ｊ粒子を含む微小セルとの距離が最小となるような値を選択するための選択信号を出力するとともに、前記ｊ粒子の座標の値を出力する第４のステップと、
前記第４のステップで出力された選択信号に基づいて、前記第１から第３の記憶手段に記憶された値のいずれかを選択して出力する第５のステップと、
前記第４のステップで出力されたｊ粒子の座標の値から、前記第５のステップで出力された値を減算する第６のステップとを有することを特徴とする座標差分計算方法。
【請求項４】
請求項３に記載の座標差分計算方法において、
前記ｉ粒子の座標の値と前記基本セルの一辺の長さを予め出力する第７のステップをさらに有し、
前記第１のステップでは、前記第７のステップで出力されたｉ粒子の座標の値を前記第１の記憶手段に予め記憶させ、
前記第２のステップでは、前記第７のステップで出力されたｉ粒子の座標の値と前記基本セルの一辺の長さに基づいて、前記ｉ粒子の座標に前記基本セルの一辺の長さを加算し、該加算値を前記第２の記憶手段に予め記憶させ、
前記第３のステップでは、前記第７のステップで出力されたｉ粒子の座標の値と前記基本セルの一辺の長さに基づいて、前記ｉ粒子の座標から前記基本セルの一辺の長さを減算し、該減算値を前記第３の記憶手段に予め記憶させることを特徴とする座標差分計算方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１２２１５０（Ｐ２００７−１２２１５０Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０９８２７（Ｐ２００５−３０９８２７）
【出願日】平成１７年１０月２５日（２００５．１０．２５）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２５日（２００５．１０．２５）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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