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組込みシステムの柔軟な設計探索と再利用を実現するコンポーネント機構

Research Project

Project/Area Number09J07139
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Computer system/Network
Research InstitutionNagoya University
Research Fellow 柴田 誠也  名古屋大学, 情報科学研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed(Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost : ¥1,800,000)
Fiscal Year 2011 : ¥700,000 (Direct Cost : ¥700,000)
Fiscal Year 2010 : ¥600,000 (Direct Cost : ¥600,000)
Fiscal Year 2009 : ¥500,000 (Direct Cost : ¥500,000)
Keywords組込みシステム / システムレベル設計 / 設計探索
Research Abstract

【研究目的】本研究では、組込みシステムの設計を容易化するためのコンポーネント機構を開発する。提案コンポーネント技術を用いることで、設計者は開発対象アプリケーションを、ソフトウェアかハードウェアかを意識することなく、複数のコンポーネントの集合として記述することができる。記述後、ツールの支援により、設計者はアプリケーションのソフトウェア/ハードウェア分割およびマルチプロセッサ分割の探索を容易に行うことができる。分割の探索時には、コンポーネントの実装先にあわせてコンポーネントの結合や複製をツールが支援し、動作合成技術やコンパイラなどによる最適化効果を最大化する実装の探索を可能にする。
【2011年度の成果】2011年度は、コンポーネント機構を実現するツールを開発した。提案するコンポーネント機構では、ひとつひとつのコンポーネントは小さく設計する方針をとる。開発したツールにより、システム設計者は、複数の細かいコンポーネント群に分割したシステムを、実装時には結合してまとめて扱うことができる。結合により、ソフトウェア実装の場合にはタスク数が減り、オペレーティングシステムによるタスク切替オーバヘッドが削減できる。ハードウェア実装の場合には、動作合成による最適化の効果範囲を広げることができる。コンポーネントの結合の効果を測るための実験を行った。実験では、JPEGデコーダを構成する複数のコンポーネントのうち数個を、ひとまとめにして合成した場合と、個別に合成した場合の結果を比較した。実験の結果、結合することで、実装時のハードウェア面積を細かく変更することができた。
さらに、コンポーネント機構を用いた設計探索を効率化するツールを開発した。コンポーネント機構を実現するツールは、昨年度に開発した実装自動合成ツールSystemBuilder-MPをベースに開発されており、C言語記述で記述されたコンポーネントを、FPGA上実装可能な記述に変換する。この変換時間が1時間程度と長いため、何百万通りとあるシステム構成変更による設計探索には時間がかかる。よって、実装合成することなくシステム性能を短時間で見積もるツールを開発した。
これらのツールについて、設計事例による詳細な評価を行い、論文誌にまとめた。

Report

(3results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report

Research Products

(13results)

All 2012 2011 2010 2009

All Journal Article Presentation

  • [Journal Article] A Fast Performance Estimation Framework for System-Level Design Space Exploration2012

    • Author(s)
      Seiya Shibata
    • Journal Title

      IPSJ Transactions on System LSI Design Methodology

      Volume : 5 Pages : 44-54

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] マルチプロセッサ対応システムレベル設計環境SystemBuilder-MP2011

    • Author(s)
      柴田誠也
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌D

      Volume : J94-D Pages : 657-670

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Efficient Design Space Exploration at System Level with Automatic Profiler Instrumentation2010

    • Author(s)
      Seiya Shibata
    • Journal Title

      IPSJ Transactions on System LSI Design Methodology

      Volume : 3 Pages : 179-193

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] マルチプロセッサ対応システムレベル設計環境SystemBuilderを用いたFPGA向け設計事例2011

    • Author(s)
      柴田誠也
    • Organizer
      RECONF研究会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2011-09-27
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 上流設計におけるバス調停遅延時間の見積もりのための確率的数学モデル2011

    • Author(s)
      柴田誠也
    • Organizer
      DAシンポジウム2011
    • Place of Presentation
      下呂市
    • Year and Date
      2011-09-01
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] バス調停の遅延時間見積もりのための確率的数学モデル2011

    • Author(s)
      柴田誠也
    • Organizer
      情報処理学会研究報告
    • Place of Presentation
      要旨集
    • Year and Date
      2011-03-11
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Advanced SystemBuilder : A Tool Set for Multiprocessor Design Space Exploration2010

    • Author(s)
      Seiya Shibata
    • Organizer
      International SoC Design Conference (ISOCC)
    • Place of Presentation
      韓国 インチョン
    • Year and Date
      2010-11-22
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] システムレベル設計探索のための高速性能見積もり手法2010

    • Author(s)
      柴田誠也
    • Organizer
      DAシンポジウム2010
    • Place of Presentation
      豊橋市
    • Year and Date
      2010-09-03
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] UMLモデルのC言語実装におけるTECSの適用事例2010

    • Author(s)
      石川拓也
    • Organizer
      情報処理学会第78回プログラミング研究会
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      2010-03-14
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 設計空間探索におけるハードウェア共有用通信の自動合成2010

    • Author(s)
      安藤友樹
    • Organizer
      情報処理学会組込システム研究会第15回研究発表会
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      2010-01-29
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Automatic Instrumentation of Profilers for FPGA-based Design Space Exploration2009

    • Author(s)
      Seiya Shibata
    • Organizer
      2009 International conference on Field-Programmable Technology (FPT'09)
    • Place of Presentation
      Australia シドニーサウスウェールズ大学
    • Year and Date
      2009-12-09
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 設計探索を効率化するためのシステムレベル通信モデルと自動合成ツール2009

    • Author(s)
      柴田誠也
    • Organizer
      DAシンポジウム2009
    • Place of Presentation
      石川県
    • Year and Date
      2009-08-26
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] A Case Study on MPEG4 Decoder Design with SystemBuilder2009

    • Author(s)
      Seiya Shibata
    • Organizer
      2009 International Symposium on VLSI Design, Automation and Test (VLSI-DAT)
    • Place of Presentation
      Taiwan 新竹市アンバサダーホテル
    • Year and Date
      2009-04-28
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

URL :

Published : 2009-04-01   Modified : 2016-04-21  

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