本研究の対象は、組み込みシステム開発で主流となっているハードウェア・ソフトウェア協調設計である。新たに提案するCPUアーキテクチャモデリングを実施することで、性能の正確な見積もりと、適切なハードウェア・ソフトウェアの切り分けが可能になることを検証する。また、モデルの導入により作業工数が軽減されることを実証する。
現在、デジタル機器の高性能/高機能化が進んでおり、それに伴い開発費と開発期間が増大している。生産性を上げるため、ハードウェアとソフトウェアの協調設計が提案されているが、上手く運用がなされているとは言い難い。このような現状の中で、製品開発の生産性を上げることは、組み込みシステム開発における重要なテーマになっている。
本研究では、まず組み込みシステム開発における開発フローについて分析を行い、その現状と問題点を明らかにした。次に、その問題点に対処する手法として、ハードウェアとソフトウェアの中間モデルであるCPUアーキテクチャモデリングを適用することを提案した。モデリングを実施することで、従来よりも少ない工数で、製品の正確な見積もりが可能となる。
また、このモデリング手法を、近年注目を集めている画像処理技術の1 つである「超解像処理」に適用した。「超解像処理」は複数の低解像度画像から、一枚の高解像度を作成するアルゴリズムであり、負荷の大きい処理である。C言語で記述されたそのアルゴリズムをコンパイラし、CPUアーキテクチャモデルを作成し、シミュレーションを実施した。処理の負荷の大きい箇所を調査し、専用命令化と並列化を行い、高速化した複数のCPUアーキテクチャを作成した。それぞれのCPUアーキテクチャをシミュレーションすることで、各アーキテクチャの性能を開発初期の段階で見積もることが可能になった。
最後に、その作業で必要とされる工数見積もりを、COCOMOを使用し実施した。COCOMOは、プログラムサイズから工数を見積もる手法である。ハードウェアモデルを作成するより、CPUモデルを作成するほうが簡単であり、比較するアーキテクチャ数が多いほど、工数の削減に対して本手法が有効であることを実証できた。

修士学位論文. 2010年度システムデザイン・マネジメント学 第58号