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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2019-03-01 10:00 RTOSを用いたシステムのフルハードウェア実装とその自動化 ○大迫裕樹・石浦菜岐佐（関西学院大）・冨山宏之（立命館大）・神原弘之（京都高度技研）  VLD2018-122 HWS2018-85 |
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| 抄録 | （和） | 本稿では, RTOS を用いたプログラムを高位合成によりフルハードウェア実装する手法を提案する. 本手法では, タスク/ハンドラ等のカーネルオブジェクトおよび RTOS カーネルの機能を, これらを実行する CPU と機能等価なハードウェアに合成する. 全タスク/ハンドラを独立したハードウェアモジュールに合成することにより, 実行可能状態のタスク/ハンドラは並列に実行を行うことが可能になる. これにより, 処理性能を向上させるとともに, コンテキストスイッチの時間を大きく削減する. また, タスク/ハンドラの実行/停止を, その状態に基づいて stall 信号で制御することにより, RTOS のタスクスケジューリング機能を軽量なハードウェアで実現する. 本手法に基づく合成システムを実装し, TOPPERS/ASP3 カーネル付属サンプル "sample1"をハードウェア実装した. 実験の結果, タスクの起動を 23 サイクル, 割込みハンドラの起動を 1 サイクルで行えることを確認した. |
| （英） | This paper presents a method of automatically synthesizing a hardware design from a set of source codes for a real-time system utilizing an RTOS. It generates a full hardware implementation where all the tasks and handlers in the system as well as all the necessary services provided by the RTOS kernel are implemented as hardware. Every task and handler is synthesized into an independent hardware module so that it may run in parallel with the other tasks/handlers as soon as it is ready. This leads to task switching with extremely low overhead and reduced computation time both by parallel and hardware execution. Moreover, this eliminates the necessity of the task queue management; task scheduling is realized by a relatively simple manager hardware which instructs each task/handler to run or stall based on the values of its status variables. Since most of the API calls from tasks/handlers are reduced to reads/writes of these status variables, they can be expanded inline into the tasks/handlers' source codes which are compiled into hardware designs by a high-level synthesizer. We have implemented a prototype synthesis system which assume the use of the TOPPERS/ASP3 real-time kernel. A hardware implementation synthesized from a sample1.c code, bundled in the TOPPERS/ASP3 release, took 23 cycles for waking up a waiting task and only 1 cycle for activating an interrupt handler. |
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| キーワード | （和） | リアルタイムシステム / RTOS / システム合成 / ハードウェアアクセラレータ / TOPPERS/ASP3 / 高位合成 / / |
| （英） | Real-Time Systems / RTOS / System Synthesis / Hardware Accelerator / TOPPERS/ASP3 / High-Level Synthesis / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 118, no. 457, VLD2018-122, pp. 175-180, 2019年2月. | |
| 資料番号 | VLD2018-122 | |
| 発行日 | 2019-02-20 (VLD, HWS) | |
| ISSN | Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | VLD2018-122 HWS2018-85 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | HWS VLD |
| 開催期間 | 2019-02-27 - 2019-03-02 |
| 開催地（和） | 沖縄県青年会館 |
| 開催地（英） | Okinawa Ken Seinen Kaikan |
| テーマ（和） | システムオンシリコンを支える設計技術, ハードウェアセキュリティ, 一般 |
| テーマ（英） | Design Technology for System-on-Silicon, Hardware Security, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | VLD |
| 会議コード | 2019-02-HWS-VLD |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | RTOSを用いたシステムのフルハードウェア実装とその自動化 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Synthesis of Full Hardware Implementation of RTOS-Based Systems |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | リアルタイムシステム / Real-Time Systems |
| キーワード(2)（和/英） | RTOS / RTOS |
| キーワード(3)（和/英） | システム合成 / System Synthesis |
| キーワード(4)（和/英） | ハードウェアアクセラレータ / Hardware Accelerator |
| キーワード(5)（和/英） | TOPPERS/ASP3 / TOPPERS/ASP3 |
| キーワード(6)（和/英） | 高位合成 / High-Level Synthesis |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 大迫 裕樹 / Yuuki Oosako / オオサコ ユウキ |
| 第1著者 所属（和/英） | 関西学院大学 (略称： 関西学院大) Kwansei Gakuin University (略称： Kwansei Gakuin Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 石浦 菜岐佐 / Nagisa Ishiura / イシウラ ナギサ |
| 第2著者 所属（和/英） | 関西学院大学 (略称： 関西学院大) Kwansei Gakuin University (略称： Kwansei Gakuin Univ.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 冨山 宏之 / Hiroyuki Tomiyama / トミヤマ ヒロユキ |
| 第3著者 所属（和/英） | 立命館大学 (略称： 立命館大) Ritsumeikan University (略称： Ritsumeikan Univ.) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 神原 弘之 / Hiroyuki Kanbara / カンバラ ヒロユキ |
| 第4著者 所属（和/英） | 京都高度技術研究所 (略称： 京都高度技研) ASTEM RI (略称： ASTEM) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2019-03-01 10:00:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | VLD |
| 資料番号 | VLD2018-122, HWS2018-85 |
| 巻番号（vol） | vol.118 |
| 号番号（no） | no.457(VLD), no.458(HWS) |
| ページ範囲 | pp.175-180 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2019-02-20 (VLD, HWS) |
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