世界最小ソフトプロセッサの設計と応用

摘要

近年では，ソフトプロセッサがFPGAを使用するシステムにおいて一般的なコンポーネントとなっており，制御やデータ処理などの幅広い機能を実現するために使用されている．小型デバイスにおいてハードウェア容量は限られており，多機能·高性能化においてその容量制限が障害となる．ゆえに，小さいソフトプロセッサの開発が重要である．このようなソフトプロセッサの既存研究に，Supersmall Soft Processorが存在する．本研究ではSupersmall Soft Processorを元に使用面積の削減，並びに性能向上を目指すUltrasmall Soft Processorを提案する．Supersmall Soft Processorに対し，主要データパスの2ビット化，状態遷移の最適化，マルチプレクサの入力ロジックを含む最適化を施す．その結果，Virtex-7においてハードウェア量の削減を達成し，1.88倍のIPCを実現した．また，Ultrasmall Soft Processorの応用としてメニーコア化を検討する．