プログラムを仕様とするハードウェアの設計検証手法

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14580377
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 木村 晋二 早稲田大学, 情報生産システム研究科開設準備室, 教授 (20183303)
• キーワード: 高位設計検証 / 再構成可能アーキテクチャ検証 / テクノロジーマッピング検証 / マルチメディア処理向け検証 / 無評価関数 / Cプログラム検証

研究概要

近年の高位合成技術の進歩により、C言語やJavaなどのプログラムを仕様としてハードウェアを設計するという手法が普及しつつある。これに伴い、ハードウェアシステムの検証レベルが高度化し、これまでに無い高位レベル検証手法の開発が急務である。
本研究では、プログラムを仕様とするハードウェアの設計検証について、以下の研究を行なった。まず第一には、視線推定や顔の向きの判定などの具体的なマルチメディア処理について、C言語レベルでのアルゴリズム設計とハードウェア設計を行ない、その過程で必要とされる検証手法の調査を行なった。第二には、CのプログラムからControl Data Flow Graph (CDFG)を生成するプログラムを作成し、それを用いてプログラムの特性を解析する手法の研究を行なった。とくに、設計段階で、浮動小数点演算を固定小数点演算に変換するという処理が多いことがわかったので、それに対して固定小数点化した前後で必要な精度が保証されているかどうかの判定手法および最適化を行なう手法の研究を行なった。第三に、高位合成が再構成可能アーキテクチャ向けに行なわれることが多いことから、再構成可能アーキテクチャの構造解析と検証を行なう手法の研究を行なった。第四に、CのプログラムをCDFGに変換し、二つのCDFGを関数評価無しに等価性を判定する論理を用いて等価検証する方式の検討を行なった。今後は今回の設計データを用いながら、再構成可能向けの検証手法およびCDFGの等価検証手法の研究を発展させる。

研究成果

• [文献書誌] S.Kimura, A.Ishii, T.Horiyama, M.Nakanishi, H.Kajihara, K.Watanabe: "Look Up Table Compaction Based on Folding of Logic Functions"IEICE Trans. Fundamentals. E85-A・12. 2701-2707 (2002)
• [文献書誌] S.Kimura, T.Horiyama, M.Nakanishi, H.Kajihara: "Folding of Logic Functions and Its Application to Look Up Table Compaction"Proc. of ICCAD 2002. 694-697 (2002)
• [文献書誌] 中村, 中西, 堀山, 鈴木, 木村, 渡邉: "環境適応可能なリアルタイム視線推定LSIの設計と評価"第15回 回路とシステム(軽井沢)ワークショップ. 293-298 (2002)
• [文献書誌] 梶原, 早川, 松本, 森下, 鈴木, 中西, 堀山, 木村, 渡邉: "肌色判定と顔の対称性を利用した対顔判定LSI"第15回 回路とシステム(軽井沢)ワークショップ. 529-534 (2002)
• [文献書誌] 土井, 堀山, 中西, 木村, 渡邉: "浮動小数点を含むCプログラムからのハードウェア生成におけるビット長最適化"DAシンポジウム2002 論文集. 119-124 (2002)
• [文献書誌] 梶原, 中西, 堀山, 木村, 渡邉: "論理関数の畳み込みを導入した省面積FPGAの実現"電子情報通信学会 信学技報. 37-42 (2003)