最新のデジタル信号処理（DSP）アプリケーションでは、性能向上、柔軟性および拡張性など広範な要求に対応するシステム・アーキテクチャ・ソリューションが必要です。 アルテラの Code:DSP ソリューションは、このようなニーズに対し FPGA コプロセッサ・デザインを作成するための デバイス、ツール、 IP（intellectual property）コア、 および開発プラットフォームを提供しています（プレス・リリース Altera Announces DSP Co-Processing Kit 参照）。
FPGA コプロセッサによる迅速な性能向上
Stratix® II または Cyclone™ II デバイスをベースにした FPGA コプロセッサを使用すると、従来の DSP プロセッサのみをベースにした実装と比較して、大幅にシステムの性能を向上できます。 FPGA コプロセッサでは、多数の並列処理が可能なので、DSP プロセッサの負荷を分散し、DSP アルゴリズムの演算を多用するブロックを効率的に実行することができます。 この特長は、DSP の性能要求が急速に増加しているビデオおよび画像処理や高速デジタル通信などの新たなアプリケーションで特に威力を発揮します。
図 1 と 2 に、FPGA コプロセッサの一部として効率的に実装された高性能 DSP アプリケーションの 例を2 つを示します。 図 1 には、FPGA コプロセッサによって順方向誤り訂正（FEC） ベースバンド処理の負荷を分散した WiMAX （802.16d/e） システムの例を示します。 図 2 の高精細 H.264 ビデオ・エンコーディング・システムでは、動き推定、エントロピー符号化、デブロッキング・フィルタを FPGA 上に実装し、残りのアルゴリズムは DSP プロセッサで処理を行います。
図 1. FPGA コプロセッサを使用した WiMAX ベースバンド処理
図 2. FPGA コプロセッサを使用した高精細 H.264 エンコーディング
FPGA コプロセッサにすぐに使用可能な IP
アルテラは、すべての高性能アプリケーションで使用可能な FPGA コプロセッサの開発や、開発者が特定のアプリケーションに合わせてカスタマイズ可能なテスト済み IP ブロックとして標準コプロセッサの提供を可能にしています。 アルテラの DSP IP コアは、事前に設計および最適化され、仕様にあわせて変更可能な柔軟なアルゴリズム・コンポーネントであり、システム・アーキテクチャに直接統合することができます。
図 3. DSP と FPGA の協調 DSP 開発フロー
FPGA コプロセッサによるデザインの統合
FPGA コプロセッサは、Texas Instruments社 の DSP 用 Code Composer Studio などの標準開発ツールや、The MathWorks 社の業界最先端の MATLAB / Simulink ツールをベースにしたアルテラのデータ・フロー・アーキテクチャ開発ツールであるDSP Builderを使用して迅速に開発できます （図 3 参照）。 図 4 に示すように、コプロセッサ・アーキテクチャを開発後、アルテラの SOPC Builder システム開発ツールにエクスポートし、システム・アーキテクチャ全体に統合することができます。また、アルテラとパートナから、FPGA コプロセッサ・デザインを検証する広範な開発プラットフォームを提供しています。
図 4. FPGA を使用した DSP システム統合
