動的再構成システムにおけるFPGA部分再構成技術の適用と評価

摘要

FPGAの部分再構成技術は，再構成時間の短縮や動的な再構成を可能とする等，FPGAの柔軟性をより高める技術である．しかし，その仕様や制約の面から現状では部分再構成が可能なFPGAもあるが動的再構成システムへの適用は難しい．そこで我々は，動的再構成システムの開発を通してFPGAの部分再構成技術についての研究を行ってきた．本稿では，プロセッサ混載FPGAにおいて現時点で利用可能な部分再構成技術を用いて動的再構成システムの構築し，その性能について評価を行う．今回構築したシステムでは，Virtex-II Pro FPGAを用いて部分再構成を行った．デバイスを2分割し，その片方に載ったプロセッサからもう片方の部分を再構成する．部分再構成を行ったアプリケーションには，RGB画像変換式であるRGB-CMYK変換，RGB-YIQ変換，Gray Scaleフィルタの3つを用いた．構築したシステムでは，再構成に必要な時間を含めてもソフトウェア処理と比べて約4～6倍の速度向上を見込めることがわかった．