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設計空間探索(DSE) とは、関心のあるパラメータに基づいて不要な設計ポイントを体系的に分析し、除去することです。DSE という用語はあらゆる種類のシステムに適用できますが、この記事では電子システムと組み込みシステムの設計について言及します。
電子システムの複雑な仕様と、コンポーネントの選択、コンポーネントの数、各コンポーネントの動作モード、コンポーネント間の接続、アルゴリズムの選択など、設計上の選択肢が多岐にわたることを考えると、設計上の決定は体系的な探索プロセスに基づく必要があります。[1]ただし、同じ機能を実装する方法が多様であるため、探索プロセスは複雑です。特定の関心パラメータに基づく各実装オプション間のトレードオフ分析が、DSE の基礎となります。関心パラメータはシステムによって異なる場合がありますが、一般的に使用されるパラメータは、電力、パフォーマンス、およびコストです。サイズ、形状、重量などの追加の要素は、携帯電話やタブレットなどの一部のハンドヘルド システムでは重要になる場合があります。モバイル デバイスの使用が増えるにつれて、電力とパフォーマンスとともにエネルギーも主流の最適化パラメータになりつつあります。
探索プロセスの複雑さのため、研究者[誰によると？ ]は、探索ソフトウェアが決定を下し、最適なソリューションを導き出すことができる自動 DSE を提案しました。ただし、あらゆる種類のシステムに自動 DSE を用意することは不可能であるため、設計者が収束に向けて反復するたびにツールを操作する必要がある半自動 DSE 手法があります。探索は複雑なプロセスであり、計算に多大な時間がかかるため、研究者は、正確な分析に比べてわずかな時間でシステムの動作のおおよその分析を提供できる探索ツールを開発しました。このようなツールは、設計上の決定をすばやく比較するために非常に重要であり、設計の複雑さが増すにつれてますます重要になっています。
DSE の複雑さを簡素化するために、研究者は、より大規模で複雑なシステムに対応できるように、コンポーネントとシステム定義の抽象度を高めるよう継続的に努力してきました。たとえば、トランジスタまたはゲート レベルでデジタル システムをモデル化する代わりに、RTL または動作モデルを使用する試みが行われてきました。システム要件に応じて、SystemC やブロック ダイアグラム ベースのモデル化などのさらに高度な抽象度も使用されます。より高度な抽象度でモデル化することで、より低レベルの実装に対するさまざまな設計の選択肢を迅速に検討できます。
設計候補空間を操作する能力により、DSEはラピッドプロトタイピング、最適化、システム統合など多くのエンジニアリングタスクに役立ちます。[2]
参照
参考文献
- ^ Pimentel, Andy (2017 年 2 月)。「Exploring Exploration: 組み込みシステム設計空間探索のチュートリアル入門」。IEEE Design & Test。34 ( 1): 77–90。doi : 10.1109 /MDAT.2016.2626445。hdl : 11245.1/d91527ff-6f4c- 4484-8437-7c9e38648a0b。S2CID 16297637 。
- ^ Kang, Eunsuk; Jackson, Ethan; Schulte, Wolfram (2010)。効果的な設計空間探索のためのアプローチ。FOCS'10 コンピュータソフトウェアの基礎: 適応型システムのモデリング、開発、検証に関する第 16 回モントレー会議の議事録。Springer-Verlag Berlin、ハイデルベルク。ISBN 978-3-642-21291-8。