JP2003288378A - システムｌｓｉ設計支援プログラム、システムｌｓｉ制御回路およびｐｃ用集積回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 システムＬＳＩの開発効率を向上させるこ
と。 【解決手段】 システムＬＳＩ上に構築される論理回路
モジュール、またはＲＯＭに組み込まれるプログラムの
モジュールの内容から他のモジュールの呼び出し処理を
抽出し、抽出された呼び出し処理に基づいて、モジュー
ル間の同期関係を示す同期情報を生成する同期分析部１
０２と、論理回路モジュールとプログラムモジュール間
で変換を行う場合に、同期情報に基づいてモジュールの
同期処理を変換する同期変換部１０４と、論理回路モジ
ュールに対して論理回路モジュールの機能を実行させる
ＡＰＩ関数を登録したＡＰＩライブラリ１０８とを備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、設計目標である
システムＬＳＩに搭載される論理回路モジュールおよび
システムＬＳＩに搭載されるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌ
ｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に組み込まれるプログラムモジュー
ルの設計を行うシステムＬＳＩ設計支援プログラム、シ
ステムＬＳＩ制御回路およびＰＣ用集積回路に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、携帯電話やＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎ
ａｌ Ｈａｎｄｙ Ｐｈｏｎｅ）等に使用されるＦＰＧ
ＡなどのシステムＬＳＩの設計は、予め機能ごとに論理
回路で実現するか、プログラムで実現するかを定めた上
で、ＨＤＬ（ＨａｒｄｗａｒｅＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ
Ｌａｎｇｕａｇｅ：ハードウェア記述言語）等により
論理回路ブロック等のハードウェア開発と、システムＬ
ＳＩのＲＯＭに組み込むため、Ｃ言語等によるプログラ
ム等のソフトウェア開発を、それぞれ異なる開発者が別
個に行っていた。そして、ハードウェア開発とソフトウ
ェア開発が完了した後、開発したプログラムや論理回路
ブロックをシステムＬＳＩに実装し、ハードウェアとソ
フトウェアの協調検証（Ｃｏ−ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏ
ｎ）や性能測定などを行い、性能が低い場合には、ソフ
トウェアとハードウェアの機能分担を再調整し、論理回
路ブロック、組み込みプログラムの修正、追加などの作
業を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなシステムＬＳＩの設計方法では、つぎのような問題
がある。ＣＰＵのように逐次実行するプログラムでな
く、各機能単位のモジュールが互いに同期を取りながら
並列に動作している場合がある。このような場合におい
て、各モジュール間の同期関係を分析して正確に把握し
ておく必要がある。しかしながら、通常、ソフトウェア
開発者はハードウェアの知識に乏しく、またハードウェ
ア開発者はソフトウェアの知識に乏しいのが通常であ
る。このため、同期処理の分析に時間を要し、開発効率
が悪化するとう問題がある。

【０００４】特に、ソフトウェアとハードウェアの機能
分担を再調整した結果、論理回路ブロックを機能的に等
価な組み込みプログラムに変更した場合、あるいはその
逆の場合に、変更後のモジュールと他のモジュールとの
間で同期処理を変更する作業が必要となり、開発効率が
さらに悪化するという問題がある。

【０００５】この発明は上記に鑑みてなされたもので、
ハードウェア、ソフトウェアのいずれか一方の知識があ
れば、システムＬＳＩの設計を容易に行うことができ、
システムＬＳＩの開発効率を向上させることができるシ
ステムＬＳＩ設計支援プログラム、システムＬＳＩ制御
回路およびＰＣ用集積回路を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる発明は、ＣＰＵコア内蔵のシステ
ムＬＳＩの設計を行う手段として、コンピュータを機能
させるプログラムであって、前記システムＬＳＩ上に構
築される論理回路のモジュール、またはＲＯＭに組み込
まれるプログラムのモジュールの内容から他のモジュー
ルの呼び出し処理を抽出し、抽出された呼び出し処理に
基づいて、前記モジュール間の同期関係を示する同期情
報を生成する同期分析手段としてコンピュータを機能さ
せることを特徴とする。

【０００７】この請求項１にかかる発明によれば、同期
分析手段によって、前記システムＬＳＩ上に構築される
論理回路のモジュール、またはＲＯＭに組み込まれるプ
ログラムのモジュールの内容から他のモジュールの呼び
出し処理を抽出し、抽出された呼び出し処理に基づい
て、モジュール間の同期関係を示する同期情報を生成す
ることで、ハードウェアまたはソフトウェアの一方の知
識しか精通していなくても、各モジュールの同期関係を
容易に把握することができ、システムＬＳＩの開発効率
を向上させることができる。

【０００８】また、請求項２にかかる発明は、請求項１
に記載のシステムＬＳＩ設計支援プログラムにおいて、
前記モジュールから呼び出され、前記論理回路モジュー
ルに対して前記論理回路モジュールの有する機能を実行
させるＡＰＩ関数を登録したＡＰＩライブラリをさらに
備えたことを特徴とする。

【０００９】この請求項２にかかる発明によれば、モジ
ュールから呼び出され、前記論理回路モジュールに対し
て前記論理回路モジュールの有する機能を実行させるＡ
ＰＩ関数を登録したＡＰＩライブラリを備えたことで、
ＩＰ（Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ）
などの機能ブロックなどの論理回路モジュールにアクセ
スするときは、ＡＰＩ関数呼び出しを行えばよいため、
ハードウェアの知識に乏しくてもシステムＬＳＩの開発
を容易に行うことができ、システムＬＳＩの開発効率を
より向上させることができる。

【００１０】また、請求項３にかかる発明は、請求項２
に記載のシステムＬＳＩ設計支援プログラムにおいて、
前記ＡＰＩ関数は、対応する前記論理回路モジュールの
機能を示す属性情報を戻り値として返すものであること
を特徴とする。

【００１１】この請求項３にかかる発明によれば、ＡＰ
Ｉ関数は、対応する論理回路モジュールの機能を示す属
性情報を戻り値として返すことで、システムＬＳＩの仕
様設計段階において、属性情報を、システムＬＳＩの機
能のソフトウェア／ハードウェア分割のための指標とし
て用いることができ、システムＬＳＩの開発効率をより
向上させることができる。

【００１２】また、請求項４にかかる発明は、請求項３
に記載のシステムＬＳＩ設計支援プログラムにおいて、
前記ＡＰＩ関数は、消費電力、回路規模、処理時間の中
で少なくとも一つの前記属性情報を、戻り値として返す
ことを特徴とする。

【００１３】この請求項４にかかる発明によれば、ＡＰ
Ｉ関数は、消費電力、回路規模、処理時間の中で少なく
とも一つの前記属性情報を、戻り値として返すことで、
システムＬＳＩの仕様設計段階において、システム全体
の処理時間、消費電力、コストなどの見積もりを行っ
て、システムＬＳＩの機能のソフトウェア／ハードウェ
ア分割のための指標として用いることができ、システム
ＬＳＩの開発効率をより向上させることができる。

【００１４】また、請求項５にかかる発明は、請求項２
〜４のいずれか一つに記載のシステムＬＳＩ設計支援プ
ログラムにおいて、前記同期分析手段は、前記モジュー
ルから前記ＡＰＩ関数の呼び出し処理を抽出し、抽出さ
れた呼び出し処理に基づいて、前記論理回路モジュール
と他のモジュールの前記同期情報を生成することを特徴
とする。

【００１５】この請求項５にかかる発明によれば、同期
分析手段によって、モジュールからＡＰＩ関数の呼び出
し処理を抽出し、抽出された呼び出し処理に基づいて、
論理回路モジュールと他のモジュールの同期情報を生成
することで、ハードウェアの知識に乏しく論理回路モジ
ュール同士の同期関係、プログラムモジュールと論理回
路モジュールの同期関係を、容易に把握することがで
き、システムＬＳＩの開発効率をより向上させることが
できる。

【００１６】また、請求項６にかかる発明は、請求項１
〜５のいずれか一つに記載のシステムＬＳＩ設計支援プ
ログラムにおいて、ユーザによって指定された論理回路
モジュールを該論理回路モジュールと等価な機能を有す
る前記プログラムモジュールに変換した場合、またはユ
ーザによって指定されたプログラムモジュールを該プロ
グラムモジュールと等価な機能を有する論理回路モジュ
ールに変換した場合に、前記同期情報に基づいて、変換
前のモジュールと他のモジュールの同期処理を、変換後
のモジュールに応じて変換する同期変換手段として、さ
らにコンピュータを機能させることを特徴とする。

【００１７】この請求項６にかかる発明によれば、同期
変換手段によって、ユーザから指定された論理回路モジ
ュールを該論理回路モジュールと等価な機能を有する前
記プログラムモジュールに変換した場合、またはユーザ
によって指定されたプログラムモジュールを該プログラ
ムモジュールと等価な機能を有する論理回路モジュール
に変換した場合に、前記同期情報に基づいて、変換前の
モジュールと他のモジュールの同期処理を、変換後のモ
ジュールに応じて変換することで、ソフトウエア／ハー
ドウエア間の機能の分割を行った場合でも、各モジュー
ルの同期関係が維持できるため、同期処理の修正作業が
不要となり、システムＬＳＩの開発効率をより向上させ
ることができる。

【００１８】また、請求項７にかかる発明は、請求項１
〜６のいずれか一つに記載のシステムＬＳＩ設計支援プ
ログラムにおいて、前記論理回路モジュール間の同期関
係を示す静的モデル情報と、前記論理回路モジュールの
状態遷移を含めた前記論理回路モジュール間の同期関係
を示す動的モデル情報とを別個に画面表示する画面表示
手段として、さらにコンピュータを機能させることを特
徴とする。

【００１９】この請求項７にかかる発明によれば、画面
表示手段によって、論理回路モジュール間の同期関係を
示す静的モデル情報と、論理回路モジュールの状態遷移
を含めた前記論理回路モジュール間の同期関係を示す動
的モデル情報とを別個に画面表示することで、実際のシ
ステムＬＳＩに搭載する各モジュールの情報を設計の初
期の段階から静的モデル情報で表現しておくことがで
き、実装設計時にハードウエアへ処理をマッピングして
いくという従来のプロセスが不必要になる。また、動的
モデル情報を静的モデル情報と別個に画面表示すること
で、機能検証を容易に行うことができる。従って、本発
明によれば、システムＬＳＩの開発効率をより向上させ
ることができる。

【００２０】また、請求項８にかかる発明は、請求項７
に記載のシステムＬＳＩ設計支援プログラムにおいて、
前記画面表示手段は、前記論理回路モジュールの同期タ
イミングを含めた前記論理回路モジュール間の同期関係
を示す時間的モデル情報を、前記静的モデル情報および
前記動的モデル情報と別個に画面表示することを特徴と
する。

【００２１】この請求項８にかかる発明によれば、画面
表示手段によって、論理回路モジュールの同期タイミン
グを含めた論理回路モジュール間の同期関係を示す時間
的モデル情報を、静的モデル情報および動的モデル情報
と別個に画面表示することで、機能検証、タイミング検
証およびハードウエア実装のすべてを網羅した画面表示
をそれぞれ別個に行って容易に把握することができ、シ
ステムＬＳＩの開発効率をより向上させることができ
る。

【００２２】また、請求項９にかかる発明は、論理集積
回路上に構築されるＣＰＵコア内蔵のシステムＬＳＩに
搭載され、前記システムＬＳＩの全体動作を統括するシ
ステムＬＳＩ制御回路であって、前記システムＬＳＩ上
に構築される論理回路のモジュール、またはＲＯＭに組
み込まれるプログラムのモジュールの同期関係を示す同
期情報を保持する記憶手段と、前記同期情報に基づい
て、前記モジュールの動作を制御する制御手段とを備え
たことを特徴とする。

【００２３】この請求項９にかかる発明によれば、記憶
手段に、システムＬＳＩ上に構築される論理回路のモジ
ュール、またはＲＯＭに組み込まれるプログラムのモジ
ュールの同期関係を示す同期情報を保持し、制御手段に
よって同期情報に基づいてモジュールの動作を制御する
ことで、システムＬＳＩ全体を同期関係を含めて容易に
管理することができ、ユーザの便宜となる。

【００２４】また、請求項１０にかかる発明は、請求項
９に記載のシステムＬＳＩ制御回路において、前記記憶
手段は、さらに、前記モジュールごとに、前記モジュー
ルの処理状態を示す状態情報を保持し、前記制御手段
は、さらに、前記状態情報に基づいて、前記モジュール
の動作を制御することを特徴とする。

【００２５】この請求項１０にかかる発明によれば、記
憶手段にモジュールの処理状態を示す状態情報を保持
し、制御手段によって、状態情報に基づいてモジュール
の動作を制御することで、待ち状態等にあるモジュール
に対するクロックを停止するなど、モジュールの制御を
行うことができ、低消費電力を実現することができる。
また、状態情報によって論理回路モジュールの生成、消
去の制御を行うことにより、ハードウエアリソースを節
約することができる。

【００２６】また、請求項１１にかかる発明は、請求項
９または１０に記載のシステムＬＳＩ制御回路におい
て、前記記憶手段は、さらに、前記モジュールごとに、
前記モジュールの実行順位を示す優先度情報を保持し、
前記制御手段は、さらに、前記優先度情報に基づいて、
前記モジュールの動作を制御することを特徴とする。

【００２７】この請求項１１にかかる発明によれば、記
憶手段に、モジュールの実行順位を示す優先度情報を保
持し、制御手段によって、優先度情報に基づいてモジュ
ールの動作を制御することで、モジュールの優先順位に
基づいた実行制御を行うことができ、システムＬＳＩに
よる処理の効率化を図ることができる。

【００２８】また、請求項１２にかかる発明は、コンピ
ュータに装着されて、コンピュータによって読み込み可
能なＰＣ用集積回路あって、ＣＰＵコアを内蔵し、論理
回路のモジュール、またはＲＯＭに組み込まれるプログ
ラムのモジュールを搭載したシステムＬＳＩと、検証用
の集積回路と、を備えたことを特徴とする。

【００２９】この請求項１２にかかる発明によれば、Ｃ
ＰＵコアを内蔵し、論理回路のモジュール、またはＲＯ
Ｍに組み込まれるプログラムのモジュールを搭載したシ
ステムＬＳＩと、検証用の集積回路とを備えたことで、
システムＬＳＩの仕様設計から実装まで全てをコンピュ
ータ上で実現することができる。また、システムＬＳＩ
上に搭載するモジュールを直ちにＰＣ用集積回路にダウ
ンロードして検証できるため、正確なシステム性能見積
り、ソフトウェア／ハードウェア分割作業を即座にＰＣ
上で行うことができ、システムＬＳＩの開発効率をより
向上させることができる。

【００３０】また、請求項１３にかかる発明は、請求項
１２に記載のＰＣ用集積回路において、前記システムＬ
ＳＩによる実行結果を記憶する記憶手段をさらに備えた
ことを特徴とする。

【００３１】この請求項１３にかかる発明によれば、シ
ステムＬＳＩによる実行結果を記憶する記憶手段を備え
たことで、実行結果を即座にＰＣ上で確認することがで
き、システムＬＳＩの開発効率をより向上させることが
できる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかるシステムＬＳＩ設計支援プログラム、シス
テムＬＳＩ制御回路およびＰＣ用集積回路の好適な実施
の形態を詳細に説明する。

【００３３】（実施の形態１）本実施形態にかかるシス
テムＬＳＩ設計支援プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭなどの
記憶媒体にインストール可能な形式で提供され、ＰＣ
（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などの通常の
コンピュータにインストールして実行されるものであ
る。そして、システムＬＳＩ設計支援プログラムを実行
したときに、コンピュータがシステムＬＳＩ設計支援プ
ログラムで提供される機能を実現するようになってい
る。

【００３４】（システムＬＳＩ設計支援プログラムの機
能的構成）図１は、この発明の実施の形態１であるシス
テムＬＳＩ設計支援プログラムをＰＣ上で実行した場合
のＰＣの機能的構成を示すブロック図である。実施の形
態１にかかるシステムＬＳＩ設計支援プログラムは、図
１に示すとおり、入力処理部１０１と、同期分析部１０
２と、ソフトウェア／ハードウェア分割処理部１０３
と、同期変換部１０４と、画面表示部１０５と、オブジ
ェクト生成部１０９とを備えたコンポーネント構成とな
っており、さらにＨＤ１０６にインストールされるＡＰ
Ｉライブラリ１０８を含んでいる。

【００３５】入力処理部１０１は、ＰＣのキーボードや
マウスから入力された各種キー、イベントを受け付け
て、同期分析部１０２およびソフトウェア／ハードウェ
ア分割処理部１０３に受け渡すものである。

【００３６】オブジェクト生成部１０９は、画面上で設
計したプログラムモジュールおよび論理回路モジュール
をオブジェクト１０７としてハードディスク１０６に格
納するものである。

【００３７】同期分析部１０２は、設計対象のシステム
ＬＳＩを構築する各種論理回路モジュールおよびシステ
ムＬＳＩのＲＯＭに組み込まれる各種プログラムモジュ
ールの同期関係を分析して、その分析結果をオブジェク
ト１０７の同期情報に格納するものである。

【００３８】ソフトウェア／ハードウェア分割処理部１
０３は、あるモジュールをソフトウェアからハードウェ
アに移動した場合、すなわちあるプログラムモジュール
を論理回路モジュールとして変更する旨の指示をユーザ
がＰＣのディスプレイ画面から行った場合、またはその
逆の場合に、プログラムモジュールのソースコードと論
理回路モジュールのハードウェア設計用コードとの間の
変換を行うものである。

【００３９】同期変換部１０４は、上記ソフトウェア／
ハードウェア分割処理部１０３によりプログラムモジュ
ールのソースコードと論理回路モジュールのハードウェ
ア設計用コードとの間の変換の際に、オブジェクト１０
７の同期情報を参照して、変換前のモジュールが他のモ
ジュールと同期処理を行っている場合には、モジュール
間の同期を維持すするため、同期対象のモジュールとの
同期処理をプログラムモジュールのソースコードから論
理回路モジュールのハードウェア設計用コードに変換、
またはその逆の変換処理を行うものである。

【００４０】画面表示部１０５は、各種画面の表示処理
を行うものであり、実施の形態１のシステムＬＳＩ設計
支援プログラムでは、特に論理回路モジュール間の同期
関係を示した静的モデルと、論理回路モジュールの状態
遷移を含めた論理回路モジュール間の同期関係を示した
動的モデルとを別プレーンで別個に画面表示する処理を
行っている。

【００４１】次に、オブジェクト生成部１０９によって
生成されるオブジェクト１０７について説明する。図１
０はオブジェクト１０７の他、ＨＤ１０６に格納される
オブジェクト間の通信部、ドキュメントの構造を示す説
明図である。図１０に示すように、オブジェクト１０７
は、７層で構成される。

【００４２】第１層では、各オブジェクトの機能の説明
と、その機能同士の使用によるシステムアプリケーショ
ンを実現方法を把握することができる。これは通常の仕
様書に相当する。第２層は、ＵＭＬのクラス（オブジェ
クト）のメンバ関数と関連に相当するものである。第３
層は、同期分析部１０２によって生成される同期情報で
ある。第４層は、オブジェクトが搭載されるモジュール
を決定するものである。第５層は、各オブジェクトの処
理のスケジューリングを行うものである。第６層は、処
理時間、消費電力、コストなどのハードウェアの属性情
報を格納するものである。第７層は、アセンブラコード
やハードウエアのゲートレベルコードを格納するもので
ある。

【００４３】このように、各オブジェクトを階層構造で
管理することにより、システム設計および検証作業を容
易に行うことが可能となる。すなわち、このような階層
構造で各機能を表現することによって、ファイル管理が
容易となり、各機能同士の関係やシステム全体との関係
を容易に把握することができる。また、このような情報
管理を行うことによって、ユーザが設計のプロセスを常
に理解しながら設計を行うことができ、また、各オブジ
ェクトとシステム全体の対比がすぐに出てくるので、設
計効率を上げることができる。

【００４４】ここで、各オブジェクトの処理のスケジュ
ーリングは、画面表示部１０５によって、オブジェクト
１０７の第５層のデータを利用して、例えば、図１１に
示すようにＰＣの画面に表示される。あるいは、図１２
に示すように、アクティビティ図を利用してＰＣの画面
上に表示することも可能である。

【００４５】ＡＰＩライブラリ１０８は、複数の異なる
ＡＰＩ関数が登録されたものである。ＡＰＩ関数は、論
理回路モジュール（ＩＰを含む）ごとに設けられ、論理
回路モジュールに対する入出力を行って、論理回路モジ
ュールの動作させるものである。従って、プログラムモ
ジュールのソースコードや論理回路モジュールのハード
ウェア設計用コードでＡＰＩ関数呼び出し処理を記述す
ることにより、ＡＰＩ関数に対応する論理回路モジュー
ルを動作させることが可能となる。

【００４６】図２は、ＡＰＩ関数と例とプログラムモジ
ュールからの論理回路モジュールの呼び出し処理を示す
説明図である。図２に示すように、ＡＰＩ関数として、
ｃａｌｌ＿ｌｓｔ１をプログラムモジュールのソースコ
ードに記述することにより、プログラムモジュールを実
行するＣＰＵからＡＰＩ関数に対応する論理回路モジュ
ールの呼び出しが行われる。

【００４７】また、図２に示すように、ＡＰＩ関数は、
その戻り値として、論理回路の属性情報である消費電力
（ｐｏｗｅｒ＿ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ）、処理時間
（ｐｒｏｃｅｓｓ＿ｔｉｍｅ）、回路規模（ｃｏｓｔ）
を呼び出し元に返すようになっている。このため、かか
る属性情報を利用することによって、システム全体の処
理時間、消費電力、回路規模の見積もりを把握すること
ができ、これによってソフトウェア／ハードウェアの分
割の指標を得ることが可能となる。

【００４８】また、このＡＰＩ関数を、処理時間、消費
電力、回路規模の他、Ｉ／Ｏピンの情報、処理内容を戻
り値として返すように構成することもできる。また、Ａ
ＰＩ関数が戻り値として最大クロック周波数を返すよう
に構成した場合には、クロック周波数によって処理時間
や消費電力が変化するため、各クロック周波数に応じた
情報を返す必要がある。さらに、各ＡＰＩ関数内部で使
用する変数は、Ｉ／Ｏを通してアクセスするように構成
することもでき、この場合には、内部情報が誤って外部
から書き換えられることを未然に防止することができ
る。

【００４９】（同期分析処理）次に、以上のように構成
された実施の形態１にかかるシステムＬＳＩ設計支援プ
ログラムによる同期分析処理について説明する。

【００５０】同期分析部１０２では、論理回路モジュー
ルの構成を記述したウェア設計用コードを走査して、プ
ログラムモジュールに含まれるシステムコール等の関数
呼び出し処理、およびＡＰＩ関数呼び出し処理を抽出す
る。そして、各関数呼び出し処理で呼び出される関数を
有するプログラムモジュールまたはＡＰＩ関数に対応す
る論理回路モジュールと、その関数呼び出しをしている
論理回路モジュールとの同期関係を同期情報に記録す
る。

【００５１】また、プログラムモジュールのソースコー
ドを走査して、プログラムモジュールに含まれるシステ
ムコール等の関数呼び出し処理、およびＡＰＩ関数呼び
出し処理を抽出し、各関数呼び出し処理で呼び出される
関数を有するプログラムモジュールまたはＡＰＩ関数に
対応する論理回路モジュールと、その関数呼び出しをし
ているプログラムモジュールとの同期関係を同期情報に
記録する。

【００５２】図３（ａ）は、同期分析部１０２によって
生成される同期情報を各モジュール間の同期関係として
画面上に表示した例を示す説明図であり、 図３（ｂ）
はこの場合の同期情報の内容を示す説明図である。図３
（ａ）および（ｂ）は、例えば、インスタンスとその関
連図のようなシステムの静的な構成を示している。図３
（ａ）に示すように、静的モデルとして、静的な機能の
単位であるモジュール（ＵＭＬの場合は、インスタンス
に相当する）とその関連の図が画面上に表示される。こ
れによって、各機能単位の抽出とその機能単位の影響を
容易に把握できるようになっている。また、図３（ｂ）
に示すように、同期情報には、各モジュールの関係と各
モジュールの役割が表現されている。

【００５３】図４（ａ）は、同期分析部１０２によって
生成される同期情報を各モジュール間の同期関係として
画面上に表示した例を示す説明図であり、 図４（ｂ）
はこの場合の同期情報の内容を示す説明図である。図４
（ａ）および（ｂ）は、システムの動的な振る舞い、す
なわち状態遷移を含めたモジュール間の同期関係を示し
ている。

【００５４】図４（ａ）および（ｂ）に示すように、動
的モデルとして、各コンポーネントの状態遷移図もしく
は状態遷移表とそのモジュール間の同期を表現したも
の、もしくは各モジュールのアクティビティ図に同期の
表現を加えたものが画面に表示され、また同期情報とし
て生成される。これにより、各モジュールがどのように
関連し合ってシステム全体が動作していくかを把握する
ことができる。

【００５５】図５（ａ）は、同期分析部１０２によって
生成される同期情報を各モジュール間の同期関係として
画面上に表示した例を示す説明図であり、 図５（ｂ）
および（ｃ）はこの場合の同期情報の内容を示す説明図
である。図５（ａ）および（ｂ）は、ソフトウェア／ハ
ードウェア分割を行った後の同期関係を示している。

【００５６】図５（ａ）に示すように、同期によるモジ
ュールの各処理の順番を把握しておくことにより、ソフ
トウエア／ハードウエア分割をし、各モジュールに処理
を割り当てる際のスケジューリングを行うことができ
る。また、図５（ｂ）に示すように、同期情報では、各
同期イベントが、どのモジュールのどの処理から、どの
モジュールのどの処理へ発行されるかという情報を保持
している。また、図５（ｃ）に示すように、処理を開始
するイベントと処理終了後に発行するイベントを記録し
ておくこともできる。

【００５７】また、実施の形態１にかかるシステムＬＳ
Ｉ設計支援プログラムでは、画面表示部１０５によっ
て、システムの静的モデルと動的モデルと時間的モデル
とを別プレーンに描画し、ＰＣの画面上で別個に表示し
ている。

【００５８】図６は、画面表示部１０５によってシステ
ムの静的モデルと動的モデルと時間的モデルとを別プレ
ーンに表示した状態を示す説明図である。図６に示すよ
うに、静的モデルでは、例えば実際のシステムＬＳＩの
論理モジュールの図と、論理モジュール間の配線を反映
して表示する。動的モデルでは、各論理モジュールの処
理内容を状態遷移を含めて表示し、特にＣＰＵの動作に
ついては状態遷移表を用いるなどして、ＯＳを含んだシ
ミュレーションができるように表示する。このように、
システムＬＳＩの情報を設計の初期の段階から静的モデ
ルで表現しておくことによって、実装設計時にハードウ
エアへ処理をマッピングしていくという従来のプロセス
が不必要になり、開発効率の向上が図られる。

【００５９】また、動的モデルで表示することにより、
機能検証を行うことができる。また、タイミング検証用
に別プレーンで時間的モデルを表示することによって、
機能検証、タイミング検証、ハードウエア実装をすべて
網羅して、容易に把握することができる。時間的モデル
には、各処理のタイミング情報（処理時間）、概算の消
費電力、論理モジュールの単価（回路規模）、その他最
大クロック周波数などの情報が表示されており、システ
ム全体のタイミング検証や回路規模、消費電力などの見
積もりができるようになっている。

【００６０】（同期変換処理）次に、実施の形態１にか
かるシステムＬＳＩ設計支援プログラムによる同期変換
処理について説明する。図７は、ＰＣ上で実施の形態１
にかかるシステムＬＳＩ設計支援プログラムを利用し
て、ソフトウェア／ハードウェア分割を行う際の画面例
を示す説明図である。例えば、図７に示すように、ハー
ドウェアの論理回路モジュール７０１ａをソフトウェア
側に移動する、すなわち論理回路モジュール７０１ａを
プログラムモジュールに変換する場合を考える。この場
合、画面上で論理回路モジュール７０１ａをマウスでソ
フトウェア側にドラッグすることにより、プログラムモ
ジュール７０１ｂに変換される。

【００６１】このとき、変換前の論理回路モジュール７
０１ａが論理回路モジュール７０２と同期をとる処理を
行っている場合、変換後のプログラムモジュール７０１
ｂで論理回路モジュール７０２と同期をとる必要があ
る。実施の形態１にかかるシステムＬＳＩ設計支援プロ
グラムでは、このような場合、あるいはプログラムモジ
ュールから論理回路モジュールに変換した場合における
同期変換処理を行っている。

【００６２】図８は、同期処理の手法の概要を示す説明
図である。図８に示すように、ソフトウエア同士（プロ
グラムモジュール同士）の同期は、リアルタイムＯＳを
利用している場合、ＯＳのシステムコールを介して行わ
れる（メモリを介した同期）。また、ハードウェア同士
（論理回路モジュール同士）の同期は、バスやレジスタ
を介して行われる。また、ソフトウエア／ハードウエア
間の同期は、割り込みを用いて行われる。

【００６３】ソフトウエア／ハードウエア間の同期変換
の場合は、同期変換部１０４は、同期分析部１０２によ
って生成された同期情報を参照し、変換対象のモジュー
ルの同期関係を取得する。そして、取得した同期関係の
データによって、システムコールを用いた同期処理とバ
スおよびレジスタを用いた同期処理の両処理間の変換処
理が行われる。例えば、図９に示すように、プログラム
モジュールを論理回路モジュールに変換した場合におい
て、メッセージを送信するシステムコール（ｓｅｎｄ＿
ｍｅｓｓａｇｅ）を、ハードウエア同士の同期に変換す
る場合は、送信するメッセージ（ｄａｔａ［１：０］）
をバスを用いて転送するように変更し、イベントを送る
タイミングにあわせてｅｎａｂｌｅ信号をアクティブに
することにより、モジュールＡからモジュールＢへデー
タを転送でき、同期変換が行われたことになる。なお、
ここであげた同期変換の方法は一例を示したものであ
り、これに限定されるものではない。

【００６４】このように実施の形態１にかかるシステム
ＬＳＩ設計支援プログラムでは、同期分析部１０２によ
って、システムＬＳＩ上に構築される論理回路モジュー
ル、またはプログラムモジュールの内容から他のモジュ
ールの呼び出し処理を抽出し、抽出された呼び出し処理
に基づいて、モジュール間の同期関係を示する同期情報
を生成してオブジェクト１０７に格納しているので、ハ
ードウェアまたはソフトウェアの一方の知識しか精通し
ていなくても、各モジュールの同期関係を容易に把握す
ることができ、システムＬＳＩの開発効率を向上させる
ことができる。

【００６５】（実施の形態２）実施の形態２は、システ
ムＬＳＩに搭載するシステムコントローラ（システムＬ
ＳＩ制御回路）に関するものである。図１３は、実施の
形態２にかかるシステムコントローラ１３０１の構成を
示すブロック図である。システムコントローラ１３０１
には制御部１３０２と記憶部１３０３が設けられてい
る。記憶部１３０３には、論理回路のモジュール、プロ
グラムモジュールの同期関係を示す同期情報（処理順
番）と、モジュールの実行順位を示す優先度と、モジュ
ールの処理状態を示す状態情報（Ｗａｉｔ、Ｂｕｓｙ、
Ｓｔｏｐなど）が保持されるようになっている。

【００６６】制御部１３０２は、これらの各情報に基づ
いてシステムＬＳＩ全体を制御する。例えば、モジュー
ルの状態情報（Ｗａｉｔ、Ｂｕｓｙ、Ｓｔｏｐなど）に
関する制御としては、モジュールの処理が待ち状態にあ
る場合に、そのモジュールに対するクロックを停止する
等の制御を行う。これによって、低消費電力を実現する
ことが可能となる。また、システムコントローラ１３０
１は論理回路モジュールの生成、消去を行うことがで
き、論理回路モジュールが処理を終了して必要がなくな
った場合には、その時点で消去するという制御を行う。
これによって、ハードウエアリソースを節約することが
可能となる。図１４は、システムコントローラ１３０１
による状態情報に基づく制御の概要を示す説明図であ
る。

【００６７】また、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒ
ａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのリコン
フィグラブルＬＳＩを設計する場合には、論理回路モジ
ュールの優先度を利用し、目的とする時間内に絶対に終
わらせなければならないリアルタイム処理を優先するよ
うに制御する。

【００６８】また、リアルタイムＯＳのメモリ管理のよ
うに、図１５に示すように、ハードウエアのリソース管
理を行うことで、システム全体の制御を行うことも可能
である。メモリにソフトウエア／ハードウエアすべての
情報が格納されているため、メモリデータのダウンロー
ドのみで動的にシステムを再構成することもできる。

【００６９】実施の形態２にかかるシステムコントロー
ラ１３０１の構成も、データとして外部からダウンロー
ドすることができるため、搭載するアプリケーションに
応じてシステムコントローラ１３０１に必要な機能を選
択することができる。

【００７０】なお、ユーザの便宜のため、制御部１３０
２を、各モジュールの処理時間を考慮して要求時間に合
うように自動的に回路構成を変更するように構成するこ
とも可能である。

【００７１】このように実施の形態２にかかるシステム
コントローラ１３０１では、コントローラ内部に、各種
情報を保持する記憶部１３０３を組み込み、同様に組み
込まれた制御部１３０２によって、記憶部１３０３に記
憶された情報に基づいてモジュールの制御を行っている
ので、システムＬＳＩ全体を同期関係、優先度、状態を
含めて容易に管理することができ、ユーザの便宜とな
る。

【００７２】（実施の形態３）実施の形態３は、システ
ムＬＳＩを搭載した検証用ＰＣカードに関するものであ
る。図１６は、実施の形態３にかかる検証用ＰＣカード
１６００の構成を示すブロック図である。

【００７３】図１６に示すように、システムＬＳＩとし
てのＦＰＧＡ１６０１と、テスト用論理回路１６０５
（検証用んも集積回路）と、ＲＡＭ１６０６と、フラッ
シュメモリ１６０７とがＰＣカード１６００に組み込ま
れている。そして、ＲＯＭ１６０６には、ＦＰＧＡ１６
０１による実行結果が記憶されるようになっている。

【００７４】このようにＦＰＧＡ１６０１を搭載したＰ
Ｃカード１６００を用いて設計検証を行うと、仕様設計
から実装まで全てをＰＣ上で実現することができる。ま
た、システムコントローラ１３０１、リアルタイムＯ
Ｓ、設計データを直ちにＰＣカードにダウンロードして
検証することができるため、正確なシステム性能見積り
を行うことができる。

【００７５】また、ソフトウェア／ハードウェア分割を
行った後、直ちに性能見積もりを行うことができ、その
見積もり結果をもとに即座に再びソフトウェア／ハード
ウェア分割を行うことができる。また、ソフトウェア／
ハードウェア分割結果を即座に検証できるので、最適な
システム構成を短期間で実現することができる。

【００７６】また実際にＰＣカード上で実行した結果
を、ＰＣカード内のＲＡＭ１６０６に保存しておくこと
によって、ＰＣ画面上で実行結果を確認することができ
る。ＬＳＩ内部のＳｃａｎチェーンのような方法で、シ
ステム内部の信号をＰＣ上で観測することもできる。さ
らに、実際のシステムのクロック周波数が速い場合で
も、その周波数を下げてＰＣカード上に実装することに
よって、機能検証を完全に行うことができる。

【００７７】また、このようなプロトタイプ実装の早期
実現だけでなく、実装したアプリケーションをそのまま
実際に使用することもできる。このようなＰＣカードを
事前に配布しておけば、ネットワークを通したソフトウ
エアのダウンロードのみで、アプリケーションの実現を
行うことができる。

【００７８】また、実施の形態３にかかるＰＣカード１
６００を使用することにより、場所の離れたエンジニア
がある１つのシステムを設計する場合でも、その設計デ
ータをインターネットなどのネットワークを通して転送
するだけで、相互に検証を行うことができる。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１にかかる
発明によれば、ハードウェアまたはソフトウェアの一方
の知識しか精通していなくても、各モジュールの同期関
係を容易に把握することができ、システムＬＳＩの開発
効率を向上させることができるという効果を奏する。

【００８０】また、請求項２にかかる発明によれば、Ｉ
Ｐなどの機能ブロックなどの論理回路モジュールにアク
セスするときは、ＡＰＩ関数呼び出しを行えばよいた
め、ハードウェアの知識に乏しくてもシステムＬＳＩの
開発を容易に行うことができ、システムＬＳＩの開発効
率をより向上させることができるという効果を奏する。

【００８１】また、請求項３にかかる発明によれば、シ
ステムＬＳＩの仕様設計段階において、属性情報を、シ
ステムＬＳＩの機能のソフトウェア／ハードウェア分割
のための指標として用いることができ、システムＬＳＩ
の開発効率をより向上させることができるという効果を
奏する。

【００８２】また、請求項４にかかる発明によれば、シ
ステムＬＳＩの仕様設計段階において、システム全体の
処理時間、消費電力、コストなどの見積もり行って、シ
ステムＬＳＩの機能のソフトウェア／ハードウェア分割
のための指標として用いることができ、システムＬＳＩ
の開発効率をより向上させることができるという効果を
奏する。

【００８３】また、請求項５にかかる発明によれば、ハ
ードウェアの知識に乏しく論理回路モジュール同士の同
期関係、プログラムモジュールと論理回路モジュールの
同期関係を、容易に把握することができ、システムＬＳ
Ｉの開発効率をより向上させることができるという効果
を奏する。

【００８４】また、請求項６にかかる発明によれば、ソ
フトウエア／ハードウエア間の機能の分割を行った場合
でも、各モジュールの同期関係が維持できるため、同期
処理の修正作業が不要となり、システムＬＳＩの開発効
率をより向上させることができるという効果を奏する。

【００８５】また、請求項７にかかる発明によれば、実
際のシステムＬＳＩに搭載する各モジュールの情報を設
計の初期の段階から静的モデル情報で表現しておくこと
ができ、また、機能検証を容易に行うことができ、シス
テムＬＳＩの開発効率をより向上させることができると
いう効果を奏する。

【００８６】また、請求項８にかかる発明によれば、機
能検証、タイミング検証およびハードウエア実装のすべ
てを網羅した画面表示をそれぞれ別個に行って容易に把
握することができ、システムＬＳＩの開発効率をより向
上させることができるという効果を奏する。

【００８７】また、請求項９にかかる発明によれば、シ
ステムＬＳＩ全体を同期関係を含めて容易に管理するこ
とができ、ユーザの便宜となるという効果を奏する。

【００８８】また、請求項１０にかかる発明によれば、
待ち状態等にあるモジュールに対するクロックを停止す
るなど、モジュールの制御を行うことができ、低消費電
力を実現することができるという効果を奏する。また、
状態情報によって論理回路モジュールの生成、消去の制
御を行うことにより、ハードウエアリソースを節約する
ことができるという効果を奏する。

【００８９】また、請求項１１にかかる発明によれば、
モジュールの優先順位に基づいた実行制御を行うことが
でき、システムＬＳＩによる処理の効率化を図ることが
できるという効果を奏する。

【００９０】また、請求項１２にかかる発明によれば、
システムＬＳＩの仕様設計から実装まで全てをコンピュ
ータ上で実現することができるという効果を奏する。ま
た、システムＬＳＩ上に搭載するモジュールを直ちにＰ
Ｃ用集積回路にダウンロードして検証でき、正確なシス
テム性能見積り、ソフトウェア／ハードウェア分割作業
を即座にＰＣ上で行うことができ、システムＬＳＩの開
発効率をより向上させることができるという効果を奏す
る。

【００９１】また、請求項１３にかかる発明によれば、
実行結果を即座にＰＣ上で確認することができ、システ
ムＬＳＩの開発効率をより向上させることができるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１のシステムＬＳＩ設計支援プログ
ラムをＰＣ上で実行した場合のＰＣの機能的構成を示す
ブロック図である。

【図２】ＡＰＩ関数と例とプログラムモジュールからの
論理回路モジュールの呼び出し処理を示す説明図であ
る。

【図３】図３（ａ）は、同期分析部によって生成される
同期情報を各モジュール間の同期関係として画面上に表
示した例を示す説明図であり、図３（ｂ）はこの場合の
同期情報の内容を示す説明図である。

【図４】図４（ａ）は、同期分析部によって生成される
同期情報を各モジュール間の同期関係として画面上に表
示した例を示す説明図であり、図４（ｂ）はこの場合の
同期情報の内容を示す説明図である。

【図５】図５（ａ）は、同期分析部によって生成される
同期情報を各モジュール間の同期関係として画面上に表
示した例を示す説明図であり、図５（ｂ）および（ｃ）
はこの場合の同期情報の内容を示す説明図である。

【図６】画面表示部によってシステムの静的モデルと動
的モデルと時間的モデルとを別プレーンに表示した状態
を示す説明図である。

【図７】ＰＣ上で実施の形態１にかかるシステムＬＳＩ
設計支援プログラムを利用して、ソフトウェア／ハード
ウェア分割を行う際の画面例を示す説明図である。

【図８】同期処理の手法の概要を示す説明図である。

【図９】同期変換の一例を示す説明図である。

【図１０】オブジェクト、オブジェクト間の通信部、ド
キュメントの構造を示す説明図である。

【図１１】各オブジェクトの処理のスケジューリングの
表示例を示す説明図である。

【図１２】各オブジェクトの処理のスケジューリングを
アクティビティ図で表示する例を示す説明図である。

【図１３】実施の形態２にかかるシステムコントローラ
の構成を示すブロック図である。

【図１４】実施の形態２にかかるシステムコントローラ
による状態情報に基づく制御の概要を示す説明図であ
る。

【図１５】実施の形態２にかかるシステムコントローラ
によるハードウエアのリソース管理の状態を示す説明図
である。

【図１６】実施の形態３にかかる検証用ＰＣカードの構
成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０１ 入力処理部 １０２ 同期分析部 １０３ ソフトウェア／ハードウェア分割処理部 １０４ 同期変換部 １０５ 画面表示部 １０６ ハードディスク １０７ オブジェクト １０８ ライブラリ １０９ オブジェクト生成部 ７０１ａ 論理回路モジュール ７０１ｂ プログラムモジュール ７０２ 論理回路モジュール １３０１ システムコントローラ １３０２ 制御部 １３０３ 記憶部 １６００ ＰＣカード １６０５ テスト用論理回路 １６０７ フラッシュメモリ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣＰＵコア内蔵のシステムＬＳＩの設計
   を行う手段として、コンピュータを機能させるプログラ
   ムであって、 前記システムＬＳＩ上に構築される論理回路のモジュー
   ル、またはＲＯＭに組み込まれるプログラムのモジュー
   ルの内容から他のモジュールの呼び出し処理を抽出し、
   抽出された呼び出し処理に基づいて、前記モジュール間
   の同期関係を示する同期情報を生成する同期分析手段と
   してコンピュータを機能させることを特徴とするシステ
   ムＬＳＩ設計支援プログラム。
2. 【請求項２】 前記モジュールから呼び出され、前記論
   理回路モジュールに対して前記論理回路モジュールの有
   する機能を実行させるＡＰＩ関数を登録したＡＰＩライ
   ブラリをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載
   のシステムＬＳＩ設計支援プログラム。
3. 【請求項３】 前記ＡＰＩ関数は、対応する前記論理回
   路モジュールの機能を示す属性情報を戻り値として返す
   ものであることを特徴とする請求項２に記載のシステム
   ＬＳＩ設計支援プログラム。
4. 【請求項４】 前記ＡＰＩ関数は、消費電力、回路規
   模、処理時間の中で少なくとも一つの前記属性情報を、
   戻り値として返すことを特徴とする請求項３に記載のシ
   ステムＬＳＩ設計支援プログラム。
5. 【請求項５】 前記同期分析手段は、前記モジュールか
   ら前記ＡＰＩ関数の呼び出し処理を抽出し、抽出された
   呼び出し処理に基づいて、前記論理回路モジュールと他
   のモジュールの前記同期情報を生成することを特徴とす
   る請求項２〜４のいずれか一つに記載のシステムＬＳＩ
   設計支援プログラム。
6. 【請求項６】 ユーザによって指定された論理回路モジ
   ュールを該論理回路モジュールと等価な機能を有する前
   記プログラムモジュールに変換した場合、またはユーザ
   によって指定されたプログラムモジュールを該プログラ
   ムモジュールと等価な機能を有する論理回路モジュール
   に変換した場合に、前記同期情報に基づいて、変換前の
   モジュールと他のモジュールの同期処理を、変換後のモ
   ジュールに応じて変換する同期変換手段として、さらに
   コンピュータを機能させることを特徴とする請求項１〜
   ５のいずれか一つに記載のシステムＬＳＩ設計支援プロ
   グラム。
7. 【請求項７】 前記論理回路モジュール間の同期関係を
   示す静的モデル情報と、前記論理回路モジュールの状態
   遷移を含めた前記論理回路モジュール間の同期関係を示
   す動的モデル情報とを別個に画面表示する画面表示手段
   として、さらにコンピュータを機能させることを特徴と
   する請求項１〜６のいずれか一つに記載のシステムＬＳ
   Ｉ設計支援プログラム。
8. 【請求項８】 前記画面表示手段は、前記論理回路モジ
   ュールの同期タイミングを含めた前記論理回路モジュー
   ル間の同期関係を示す時間的モデル情報を、前記静的モ
   デル情報および前記動的モデル情報と別個に画面表示す
   ることを特徴とする請求項７に記載のシステムＬＳＩ設
   計支援プログラム。
9. 【請求項９】 論理集積回路上に構築されるＣＰＵコア
   内蔵のシステムＬＳＩに搭載され、前記システムＬＳＩ
   の全体動作を統括するシステムＬＳＩ制御回路であっ
   て、 前記システムＬＳＩ上に構築される論理回路のモジュー
   ル、またはＲＯＭに組み込まれるプログラムのモジュー
   ルの同期関係を示す同期情報を保持する記憶手段と、 前記同期情報に基づいて、前記モジュールの動作を制御
   する制御手段と、 を備えたことを特徴とするシステムＬＳＩ制御回路。
10. 【請求項１０】 前記記憶手段は、さらに、前記モジュ
    ールごとに、前記モジュールの処理状態を示す状態情報
    を保持し、 前記制御手段は、さらに、前記状態情報に基づいて、前
    記モジュールの動作を制御することを特徴とする請求項
    ９に記載のシステムＬＳＩ制御回路。
11. 【請求項１１】 前記記憶手段は、さらに、前記モジュ
    ールごとに、前記モジュールの実行順位を示す優先度情
    報を保持し、 前記制御手段は、さらに、前記優先度情報に基づいて、
    前記モジュールの動作を制御することを特徴とする請求
    項９または１０に記載のシステムＬＳＩ制御回路。
12. 【請求項１２】 コンピュータに装着されて、コンピュ
    ータによって読み込み可能なＰＣ用集積回路あって、 ＣＰＵコアを内蔵し、論理回路のモジュール、またはＲ
    ＯＭに組み込まれるプログラムのモジュールを搭載した
    システムＬＳＩと、 検証用の集積回路と、 を備えたことを特徴とするＰＣ用集積回路。
13. 【請求項１３】 前記システムＬＳＩによる実行結果を
    記憶する記憶手段をさらに備えたことを特徴とする請求
    項１２に記載のＰＣ用集積回路。