画像処理向け組込みプロセッサのハ-ドウェア/ソフトウェア協調設計手法に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10750303
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 戸川 望 早稲田大学, 理工学部, 助手 (30298161)
• Keywords: コンピュータ支援設計(CAD) / ハードウェア / ソフトウェア協調設計 / 画像処理 / 組込みプロセッサ / リターゲタッブルアセンブラ / リターゲッタブルシミュレータ / FPGA設計環境

Research Abstract

平成11年度において,画像処理向け組込みプロセッサのためのハードウェア/ソフトウェア協調設計手法を構築するにあたり,専用ソフトウェアプログラム群自動合成手法に関する研究を行った.さらに,構築されたプロセッサハードウェアの自動合成手法およびそのソフトウェア環境を実ハードウェアとして総合的に評価するために,フィールドプロマブルゲートアレイ(FPGA)設計環境を構築し,実際に,いくつかのハードウェアをFPGAチップ上に実現した.
1.専用ソフトウェアプログラム群自動合成手法の構築
画像処理向け組込みプロセッサのハードウェア/ソフトウェア協調設計では,与えられたアプリケーションプログラムに特化したプロセッサハードウェアとそのプロセッサ上で動作するソフトウェア環境を自動合成する.本年度の研究では,専用ソフトウェア環境として,リターゲッタブルアセンブラならびにリターゲッタブルシミュレータを構築した.これらのアセンブラならびにシミュレータはいずれも,自動合成される画像処理向け組込みプロセッサハードウェアに応じて,その機能を可変とすることができ,その結果,通常のRISC型マイクロプロセッサからDSP型(ディジタル信号処理型)プロセッサに至る広範囲のプロセッサに対応できることを確認した.
2.FPGA設計環境の構築とその応用
これまでの研究において構築されたプロセッサハードウェアの自動合成手法およびそのソフトウェア環境を実ハードウェア上で評価するために,FPGA設計環境を構築した.FPGA設計環境は,FPGAチップとしてXilinx XC4000シリーズを複数個用いることを可能とし,実現すべきハードウェア規模に応じて,任意の拡張性を持つことに特長がある.実際に,小規模プロセッサあるいはアプリケーションプログラムを,2個のFPGAチップを用いて実現し,その有効性を実証した.

Research Products

• [Publications] 戸川望: "制御処理を主体としたハ-ドウェアを対象とする高位合成システムとその適用"情報処理学会DAシンポジウム'99論文集. 189-194 (1999)
• [Publications] 横山正幸: "制御処理を主体としたハ-ドウェア記述生成手法"情報処理学会DAシンポジウム'99論文集. 195-200 (1999)
• [Publications] 戸川望: "A hardware/software cosynthesis system for digital singnal processor cores"IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics,Communications and Computer Sciences. E82-A・11. 2325-2337 (1999)
• [Publications] 戸川望: "An area/time optimizing algorithm in high-level synthesis for control-based hardwares"Proceedings of IEEE Asia and South Pacific Design Automation Conference. 309-312 (2000)
• [Publications] 戸川望: "A hardware/software cosynthesis system for digital signal processor cores with two types of register files"IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics,Communications and Computer Sciences. E83-A・3. (2000)