高位合成言語向け自動最適化ツールの実装

摘要

近年、C言語ベースの記述からHDLを生成する高位合成言語が注目され、エンドユーザにとって容易なハードウェア開発環境の提供が行われてきた。しかしながら、高位合成言語を用いた場合でも、ハードウェアの性能を最大限に引き出すためには専門知識が必要であり、依然課題が残っている。本研究では、その課題を解決するために、高位合成言語向けの自動最適化ツールを提案する。ループ部分の最適化に焦点を当て、ユーザから入力されたコードをハードウェアにとってより最適な形に改変し、ハードウェア開発の専門知識を持っていないユーザでもハードウエアの性能を最大限に引き出すことができる環境を提供する。ツールの評価には4つのアプリケーションを適用し、最大で66.0％、平均で52.3％の速度向上が達成された。さらに、本ツールは最適化の傾向をユーザに示すことによって、ユーザが要求する性能を満たすアーキテクチャを提示することが実現された。ループ最適化の傾向を予想することは、ハードウェア設計の熟練者にとっても難しく、彼らにとっての利益ももたらすことができたと言える。%The High-level Synthesis Language, which generates HDL from C-based language automatically, has gathered attention recently. High-level synthesis language provides easy implementation environment for users. Nevertheless, users are still needed some experience and knowledge for hardware design to create proper HDL. To resolve this issue of high-level synthesis, this research proposes an automatic code modification tool for high-level synthesis. This tool focuses on loop optimization, which has high probability of improve processing time. For evaluations, we chose four applications. As the result, it achieves up to 66.0% speed up, and 52.3% speed up on average. Furthermore, it shows tendency of optimization to the user. It means that users are able to chose the optimization ways even they do not have knowledge or experience of hardware implementation.