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高位合成関連

    • 高位合成技術とは?
      高位合成(動作合成)技術とは、実装するデバイス(FPGAやASIC)の各素子(演算器やレジスタなど)の遅延情報を基に、与えられた目標クロック周波数(レジスタとレジスタ間の時間)制約を満たすようにレジスタの位置を決定し設定する技術全般のことを指します。多くのC言語合成ツールはこの技術を利用していますが、一部のツールは、レジスタ位置の自動計算が出来ないものやこの技術の一部しか搭載していないものもあります。これに比べてeXCiteは高位合成技術を研究開発してきた米国カリフォルニア州立大学アーバイン校の技術をベースに開発されており、高位合成技術の全てが搭載されています。
次の図は高位合成技術をイメージしたものです。高位合成ツールには、1) 入力記述、2) 合成制約(クロック周波数など)、3) ライブラリ(遅延情報など)が必要になります。入力記述には、演算や変数などの関係などの情報があります。高位合成は、入力で使用されている個々の要素(演算器など)の遅延情報などを抽出し、与えられている合成制約であるクロック周波数からレジスタ間の時間を考慮して、各演算器などをレジスタ間に配置していきます。


高位合成技術の基本はこのようなスケジューリング技術ですが、これに部品の共有化、パイプライン化、レジスタ⇔メモリ変換、演算強度の低減などの各種最適化技術が統合されて構成されています。設計者は、高位合成の各種オプションなどを変更することで、一つの入力から複数の生成物(RTL HDL)を作ることができます。このように高位合成を利用することで、多くの設計可能なアーキテクチャを探索することができます。


    • アーキテクチャ探索
      高位合成の活用方法の一つとしてアーキテクチャの探索があります。まず、高位合成は入力記述から上段中央にあるようなグラフを生成します。このようなグラフをコントロールデーターフローグラフ(CDFG)と呼びます。高位合成ツールは入力記述で使用されている各要素の情報を内部データベースから参照し、設計者が設定した合成制約(クロック周波数や各種合成指針)に従って合成結果を生成します。
下図の例では、4つの異なるアーキテクチャを一つの入力から作成しています。design #1 はクロック長を50ns で合成することで、比較的遅延時間の短い加算器、減算器を三番目のレジスタ間で連続的に行っています。このように、演算を連続的に使用することを「チェイニング」と言います。全体のレイテンシを下げるためには、このような技術を利用する必要があります。次に design #2 ですが、加算器、減算器をデータベース上の加減算器に割付た例です。このように、部品を共有化することで、全体の部品数を削減することが可能です。この場合、部品数は減りましたが、レイテンシ数は増えることになります。次に design #3 は最も遅延時間の大きい乗算器を2サイクルで処理することでクロック周波数が高くても実装できるようにしています。このように複数クロックで部品を使用することを「マルチサイクル処理」と言います。最後に design #4 の例ですが、乗算器を2サイクルパイプライン型で利用することで更なるレイテンシの低減が可能になっています。
このように高位合成に与える合成制約や使用するライブラリやその使い方を変更することで、様々なアーキテクチャを実装することが可能です。これにより、設計の可能性を十分に探索でき、設計そのもの品質向上も可能になります。


    • C言語高位合成の利点
      高位合成技術をC言語設計に取り入れることで、設計全体の工数削減はもちろん、あまった時間で、今まで十分にできなかったシステム探索が可能になります。通常のHW設計はHW 設計者がRTL HDL で設計を行うため、SW で実装されているものを容易にはHW化することは出来ませんでした。結果として、十分なHW/SWの分割比較が行われることはありませんでした。
C言語高位合成は、今までSWで処理していたタスクを容易にHW化し性能を見積もることができます。また、FPGA や単に見積もるだけであれば、エンジニアリング会社などに設計委託する必要もありません。組み込み設計の初期の段階で様々なHW/SWバランスを検討し、最適な解を見つけることが可能になります。
下図は、eXCite を用いたときのイメージです。組み込み設計の70% が使用しているANSI-C から容易にHWの実装や性能を評価できることで、新しい組み込み設計のスタイルを提供できます。


通信合成関連

    • 通信合成とは?
      通信合成技術は、1980年代より米国カリフォルニアアーバイン校でも研究されてきた技術です。チャネルという仮想的な通信経路を実機レベルの通信経路に変換する技術です。eXCiteではYXI社提供の通信関数に対してALTERA社Avalonインターフェースなどの各種バスやFIFO、メモリ、ワイヤなどに割り付けることが可能です。
通信合成を利用することで、設計者は抽象度高いレベルで設計が可能になることと、実機を作成する際には、設計仕様にあわせて通信方式を容易に変更できる点できます。このことで、今までの HW 設計のように通信部分の変更で全てをデザインし直すようなことはなくなります。
eXCiteにおける通信合成の割付は下図のように行われます。入力記述には、YXI 社提供の通信関数を使用します。(現在は直接関数を書く必要なくなり、プラグマでの対応が可能です)。合成ツール上では、割付したいインターフェース(この場合はバス)に各関数を割り付けます。合成後には選択したインターフェースが生成されます。


    • お客様のインターフェースを登録します
      ソリトンシステムズでは、お客様がご利用の各種インターフェース(ローカルバスやメモリインターフェースなど)をeXCite向けライブラリとして登録するサービスを提供しています。カスタムライブラリをご利用頂ければ、通信関数やプラグマにより自動的に登録したインターフェースをご利用頂けます。詳しくは、ソリトンシステムズまでお問い合わせください。

eXCite 関連

    • ASICに適用できますか?
      ASICライブラリを登録するためのオプションツールを用意しています。このツールお手元にシノプシス社DesignCompilerで利用する「.db」または「.lib」ファイルがあれば、eXCite 向けのライブラリが作成可能です。

    • どのプラットフォーム(OS)上で利用できますか?
      eXCite Professional は、Windows、RedHat Linux、Sun Solaris 上で利用できます。ライセンスもフローティングで提供しておりますので、一つのライセンスでライセンス本数の範囲で全てのプラットフォーム上で利用が可能です。なお、eXCite FPGA は Windows 限定です。

    • 実績はどれ位ありますか?
      2002年にリリースして以来、組み込みメーカー(自動車、FA、通信、電気、半導体など)や研究期間(研究所、大学など)に多数導入実績があります。また、多くの企業で製品開発にご利用いただいております。また最近では、組み込みシステムにおけるシステム設計に利用されることが増えてきております。更に、FPGA設計フローの強化により、より身近な製品にしていきたいと考えております。

    • 評価版のダウンロードはありますか?
      現在のところ、評価版のダウンロードはございません。ツールご評価の場合は、日本においてはソリトンシステムズへお問い合わせください。ツール体験コースやお打ち合わせを行い、ツール一式をお貸し出ししております。

    • ANSI-C 以外の入力は可能ですか?
      現在のところ、ANSI-C のみのサポートになっております。今後、お客様のご意見ご要望により、その他の言語への対応を考えて行きたいと考えております。詳しくは、ソリトンシステムズまでお問い合わせください。

    • ソリトンシステムズと YXIの関係は?
      ソリトンシステムズは、eXCite開発当初より協力関係にありました。現在では、ソリトンシステムズの子会社としてeXCiteの開発・販売を行っております。日本においては、ソリトンシステムズが全面的にお客様のご相談や今後の機能エンハンスのご要望などを受け付けております。

    • アカデミックディスカウントはありますか?
      はい。より多くの大学および研究機関にeXCiteの技術を用いて研究して頂くために、柔軟に対応させていただいております。日本においては、ソリトンシステムズにお問い合わせください。

    • 体験コースは開催していますか?
      はい。日本においてはソリトンシステムズが随時開催しております。詳しくは、ソリトンシステムズへお問い合わせください。

    • FPGAボードまでのソリューションは提供していますか?
      はい。日本においては日立情報通信エンジニアリング株式会社様をはじめ、幾つかのボードベンダー様と連携を取っています。eXCiteと各社のFPGAボードを組み合わせることで、C言語から実機までのシームレスな設計環境をご提供いたします。

    • C言語HW設計の教育を含むコンサルテーションは行っていますか?
      はい。日本においてはソリトンシステムズによる長年にわたる大学研究機関や企業との共同研究の実績があり、学術的な内容から実設計に関する設計コンサルテーションが可能です。ぜひ一度、ソリトンシステムズへお問い合わせください。

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