アルゴリズムから専用LSIの仕様設計を行う補佐支援システムの構築

摘要

複雑なアルゴリズムを実装したLSIを設計する場合のハードウェア設計を補佐する支援システムを開発した。本システムはアルゴリズムのハードウェアの実装方法検討のために、Mathb Simulinkで設計したプログラムの一部をFPGAに実装し、かつ、アルゴリズム全体に対するハードウェア実装方法の探索を支援する。ハードウェアがFPGAでモデル化されているために、ソフトウェアのハードウエアシミュレータと比べると3～4桁高速に実行できる。応用例として、waveletを用いた画像強調アルゴリズム［1］全体をSimulinkで表現し、wavelet変換の一部をFPGAでモデル化し、独自のSimlink/FPGAインターフェースシステムで両者を接続してシミュレーション環境を構築した。この結果、waveletハードウエアを含めた画像強調アルゴリズムを高速に実行することができた。%A support tool for designing an ASIC chip, based on a complex, but effective algorithm has been developed. This tool replaces S-function block in Matlab Simulink with a hardware IP core circuit on FPGA. It is possible to evaluate approximation error of primary functions and processing accuracy that happens when complex functions in floating point format is converted to fixed point format. This tool can drastically reduce simulation time, compared to that of software simulator. As an application example, an image enhancement algorithm using wavelet[l] is first described in Simulink notations, and a FIR filter within the wavelet transform is replaced by a FPGA circuit in order to evaluate required operation time difference between Software simulator and this system.