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実時間制約を含ネットワークシステムのHW/SWコデザインに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15300016
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算機システム・ネットワーク
研究機関大阪大学

研究代表者

東野 輝夫  大阪大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (80173144)

研究分担者 安本 慶一  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教授 (40273396)
中田 明夫  大阪大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (60295839)
梅津 高朗  大阪大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (10346174)
舩曳 信生  岡山大学, 工学部, 教授 (70263225)
安倍 広多  大阪市立大学, 学術情報総合センター, 講師 (40291603)
山口 弘純  大阪大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (80314409)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
2005年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2004年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2003年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
キーワードネットワークシステム / HW / SWコデザイン / 並行システム / 信頼性 / パラメトリックモデル検査 / ハードウェア合成 / 線形計画法 / SWコ・デザイン / リアルタイムシステム / オンチップCPU / 時間制約 / スケジューリング / 性能解析 / 実時間制約 / 実時間システム / モデル検査
研究概要

本研究では,複数プロセスがお互いにデータ交換や同期・排他制御のための通信を頻繁に行いながら並行に動作するネットワーク関連システムの仕様を並行有限状態機械モデル(並行EFSM群)を用いて設計し,与えられた時間制約を満たして仕様どおりに動作するハードウェア・ソフトウェア協調回路(マイクロプロセッサー内蔵FPGA回路)を自動合成するシステムを開発した.
本研究では,まず,並行EFSM群とその間の実時間マルチランデブの記述で書かれたネットワークシステムの形式仕様で用いられるモジュールの処理時間やシステム全体の時間制約・周期などをパラメータ化し,それらのパラメータ情報を記号的モデル検査ツールに入力し,与えられたシステムが指定された周期内に時間制約通りに動作するためにパラメータ群が満たすべき条件式を,与えたパラメータを引数とする線形不等式の論理結合からなる論理式の形で導出する方法とその処理系を試作した.次に,得られた条件式と,各EFSMで用いられるモジュールをFPGA回路にするとしてハードウェアで実現した場合の処理時間,マイクロプロセッサー上でソフトウェアとして実装した場合の処理時間,消費電力,利用可能なマイクロプロセッサーの数,などをもとに,線形計画法の手法を用いて,どのモジュールをハードウェアで実装し,どのモジュールをソフトウェアで実装すべきかなど,HW/SW協調回路の合成に必要な情報を自動生成するツールを開発した.各EFSMをFPGA回路に変換する処理系は先行研究の成果を使用した.最後に,開発したシステムを用いて,高速ネットワークモニターやルータ,携帯電話端末,マルチメディアシステムなどの回路設計に対して提案手法を適用し,その有効性を評価した.
研究成果は,電子情報通信学会論文誌で発表した.

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (22件) 図書 (1件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] A Real Time Budgeting Method for Module-Level-Pipelined Bus Based System using Bus Scenarios2006

    • 著者名/発表者名
      Tanimoto, T., Yamaguchi, S., Nakata, A., Higashino,T.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 43rd ACM/IEEE Design Automation Conference(DAC-2006) (採録決定)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] シミュレーションによるバス通信構造の設計改善を容易化するバスシステム設計支援ツールの提案2006

    • 著者名/発表者名
      谷本 匡亮, 北口 智, 中田 明夫, 東野 輝夫
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌 Vol.47,No.3

      ページ: 884-896

    • NAID

      110004708846

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Real Time Budgeting Method for Module-Level-Pipelined Bus Based System using Bus Scenarios2006

    • 著者名/発表者名
      Tanimoto, T., Yamaguchi, S., Nakata, A., Higashino, T.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 43rd ACM/IEEE Design Automation Conference (DAC-2006) (to appear)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A CAD Tool for Modeling and Simulation of Bus Systems to Facilitate Refinement of Bus Communication Structure2006

    • 著者名/発表者名
      Tanimoto, T., Kitaguchi, T., Nakata, A., Higashino, T.
    • 雑誌名

      IPSJ Journal (in Japanese) Vol.47, No.3

      ページ: 884-896

    • NAID

      110004708846

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 部品のコスト・性能を考慮したリアルタイム組込みシステムの一設計法2005

    • 著者名/発表者名
      木谷 友哉, 高本 佳史, 安本 慶一, 中田 明夫, 東野 輝夫
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌(A) Vol.J88-A,No.12

      ページ: 1487-1496

    • NAID

      110004020697

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Double Depth First Search Based Parametric Analysis for Parametric Time-Interval Automata2005

    • 著者名/発表者名
      Tanimoto, T., Nakata, A., Hashimoto, H., Higashino,T.
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals Vol.E88-A,No.11

      ページ: 3007-3021

    • NAID

      110003500455

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Design Method of Real-Time Embedded Systems Considering Cost-Performance of Components2005

    • 著者名/発表者名
      Kitani, T., Takamoto, Y., Yasumoto, K., Nakata, A., Higashino, T.
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals (in Japanese) Vol.J88-A, No.12

      ページ: 1487-1496

    • NAID

      110004020697

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Double Depth First Search Based Parametric Analysis for Parametric Time-Interval Automata2005

    • 著者名/発表者名
      Tanimoto, T., Nakata, A., Hashimoto, H., Higashino, T.
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals Vol.E88-A, No.11

      ページ: 3007-3021

    • NAID

      110003500455

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] リアルタイム組込みシステムを対象とした高信頼性ハードウェア設計のための一手法2005

    • 著者名/発表者名
      木谷友哉, 高本佳史, 安本慶一, 中田明夫, 東野輝夫
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌A Vol.J88-A, No.12

      ページ: 1487-1496

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Double Depth First Search Based Parametric Analysis for Parametric Time-Interval Automata2005

    • 著者名/発表者名
      Tadaaki Tanimoto, Akio Nakata, Hideaki Hashimoto, Teruo Higashino
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences Vol.E88-A, No.11

      ページ: 3007-3021

    • NAID

      110003500455

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A Flexible and High-Reliable HW/SW Co-Design Method for Real-Time Embedded Systems2004

    • 著者名/発表者名
      Kitani, T., Takamoto, Y., Yasumoto, K., Nakata, A., Higashino,T.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 25th IEEE International Real-Time Systems Symposium(RTSS2004)

      ページ: 437-446

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Global Timed Bisimulation Preserving Abstraction for Parametric Time-Interval Automata2004

    • 著者名/発表者名
      Tanimoto, T., Sasaki, S., Nakata, A., Higashino,T.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2nd International Symposium on Automated Technology for Verification and Analysis(ATVA2004)

      ページ: 179-195

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Method for Designing Multimedia Protocols using Both Parametric Model Checking and Functional Testing2004

    • 著者名/発表者名
      Mori, T., Nakata, A., Higashino, T.
    • 雑誌名

      Studia INFORMATICA UNIVERSALIS Vol.3,No.2

      ページ: 203-230

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Flexible and High-Reliable HW/SW Co-Design Method for Real-Time Embedded Systems2004

    • 著者名/発表者名
      Kitani, T., Takamoto, Y., Yasumoto, K., Nakata, A., Higashino, T.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 25th IEEE International Real-Time Systems Symposium (RTSS2004)

      ページ: 437-446

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Global Timed Bisimulation Preserving Abstraction for Parametric Time-Interval Automata2004

    • 著者名/発表者名
      Tanimoto, T., Sasaki, S., Nakata, A., Higashino, T.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2nd International Symposium on Automated Technology for Verification and Analysis (ATVA 2004)

      ページ: 179-195

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Method for Designing Multimedia Protocols using Both Parametric Model Checking and Functional Testing2004

    • 著者名/発表者名
      Mori, T., Nakata, A., Higashino, T.
    • 雑誌名

      Studia INFORMATICA UNIVERSALIS Vol.3, No.2

      ページ: 203-230

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Flexible and High-Reliable HW/SW Co-Design Method for Real-Time Embedded Systems2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kitani, Y.Takamoto, K.Yasumoto, A.Nakata, T.Higashino
    • 雑誌名

      25th IEEE International Real-Time systems Symposium

      ページ: 437-446

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Global Timed Bisimulation Preserving Abstraction for Parametric Time-Interval Automata2004

    • 著者名/発表者名
      Tadaaki Tanimoto, Suguru Sasaki, Akio Nakata, Teruo Higashino
    • 雑誌名

      2004 International Symposium on Automated Technology for Verification and Analysis (ATVA2004)

      ページ: 179-195

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Method for Designing Multimedia Protocols using Both Parametric Model Checking and Functional Testing2004

    • 著者名/発表者名
      Takanori Mori, Akio Nakata, Teruo Higashino
    • 雑誌名

      STUDIA INFORMATICA UNIVERSALIS 3・2

      ページ: 203-230

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 外部入力のみを保持できる整数変数を持つFSMに対する記号モデル検査法2004

    • 著者名/発表者名
      竹中 崇, 岡野 浩三, 東野 輝夫, 谷口 健一
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌D-I J87-D1・4

      ページ: 462-470

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Design and Implementation of Priority Queuing Mechanism on FPGA using Concurrent Periodic EFSMs and Parametric Model Checking2003

    • 著者名/発表者名
      Kitani, T., Takamoto, Y., Naka, I., Yasumoto, K., Nakata, A., Higashino,T.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 13th International Conference on Field Programmable Logic and Applications(FPL2003)

      ページ: 1145-1148

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Design and Implementation of Priority Queuing Mechanism on FPGA using Concurrent Periodic EFSMs and Parametric Model Checking2003

    • 著者名/発表者名
      Kitani, T., Takamoto, Y., Naka, I., Yasumoto, K., Nakata, A., Higashino, T.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 13th International Conference on Field Programmable Logic and Applications (FPL2003)

      ページ: 1145-1148

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] アサーションベース設計2004

    • 著者名/発表者名
      東野輝夫, 岡野浩三, 中田明夫
    • 総ページ数
      532
    • 出版者
      丸善
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 桐村 昌行: "高速ネットワーク向けネットワークモニタ回路の設計と実装"情報処理学会論文誌. 44・6. 1593-1603 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 山口 弘純: "動画像を用いたコミュニケーションシステム向けのアプリケーション層マルチキャスト"コンピュータソフトウェア. (採録決定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tomoya Kitani: "Design and Implementation of Priority Queuing Mechanism on FPGA using Concurrent Periodic EFSMs and Parametric Model Checking"Proc.of 13th Int.Conf.on Field Programmable Logic and Applications (FPL 2003). LNCS・Vol.2778. 1145-1148 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tao Sun: "QoS Functional Testing for Multi-media Systems"Proc.of 23rd IFIP Int.Conf.on Formal Techniques for Networked and Distributed Systems (FORTE 2003). 319-334 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Takanori Mori: "Design of Media Synchronization Protocols using Parametric Model Checking and Functional Testing"Proc.of 2003 Int.Workshop On Testing Real-Time and Embedded Systems (WTRTES 2003). 51-62 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hirozumi Yamaguchi: "A Receiver Coordination Protocol for the Efficient Use of Bandwidth in Distributed Multimedia Applications"Proc.of 5th Int.Workshop on Multimedia Network Systems and Applications (MNSA2003). 531-536 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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