書換え可能なLSIによるリコンフィギャラブル・プロセッサの研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09680344
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 末吉 敏則 熊本大学, 工学部, 教授 (00117136)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中嶋 卓雄 熊本大学, 工学部, 助手 (90237256) ; 柴村 英智 熊本大学, 工学部, 助手 (10264136) ; 久我 守弘 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 講師 (80243989)
• Keywords: リコンフィギャラブル・プロセッサ / 計算機アーキテクチャ / 可変構造 / FPGA / マルチスレッド / システム・オン・シリコン

Research Abstract

研究実施計画に従い、書換え可能なLSIによるリコンフィギャラブル・プロセッサについて研究を行った。本研究の主な成果を以下に示す。
1.リコンフィギャラブル・プロセッサの基礎研究として、システム・オン・シリコン技術を使ったオンチップ・マルチプロセッサにリコンフィギャラブル・プロセッサの特徴である再構成性とハードウェアによる高速化を採り入れたシステム構成について検討した。再構成機能の事例としてスレッド制御機構のハードウェア化に対して適用し、その構成を明らかにした。
2.スレッド制御機構はすべて論理合成可能なハードウェア記述言語Verilog-HDLで記述し、スレッド制御機構のソフトウェアインターフェースであるマルチスレッドライブラリはDLX用のCコンパイラ(dlxcc)とアセンブラ(dlxasm)を用いて作成した。動作検証は、すべてのスレッド制御機構が動作する簡単なテストプログラムを数本用意し、Verilog-XLシミュレータを用いて行った。その結果、プロセッサ間の同期処理やスレッドのスケジューリングをプロセッサと並列に実行することがシミュレーションで確認できた。
3.スレッド制御機構の回路規模の見積りにより、必要なFPGAの容量試算のための基礎データを得ることができた。ハードウェア化による性能向上については、ソフトウェアでの実行に比べて約30〜60%の性能向上が確認でき、プロセッサ部とFPGA部とのクロック比は約10倍程度まで許容できることが分かった。

Research Products

• [Publications] 末吉敏則: "プログラマブル論理デバイスの現状と将来動向" 第10回回路とシステム軽井沢ワークショップ論文集. 175-180 (1997)
• [Publications] 飯田全広: "マルチスレッド制御ライブラリのハードウェア化によるオンチップ・マルチプロセッサの構成" 並列処理シンポジウムJSPP'97論文集. 337-344 (1997)
• [Publications] 末吉敏則: "リコンフィギャラブル・コンピューティング" Proc.5th FPGA/PLD Conference & Exhibit. 139-148 (1997)
• [Publications] Takuo Nakashima: "Information Filtering for the Newspaper" Proc.IEEE Pacific Rim Conference on Communications, Computers and Signal Processing(PACRIM'97). 1巻. 142-145 (1997)