インテル® SoC FPGA デベロッパー・フォーラムでは、次世代システム設計に役立つ開発環境とその最新手法を、ソフトウェア設計者とハードウェア設計者両方の視点から紹介します。

 

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ソフトウェア・トラックの概要


SoC FPGAソフトウェア設計と開発

プレゼンテーション: SoC FPGAソフトウェアの設計と開発手法
日本アルテラ株式会社

プロダクト・マーケティング・マネージャ  小山 崇之

このセッションでは、プロセッサーと FPGAの統合システム向けのシステム・アーキテクチャおよび開発手法について紹介します。シングルコア、対称型マルチプロセッシング (SMP)、および非対称型マルチコア (AMP) 構成向けのエンベデッド Linux、リアルタイム・オペレーティング・システム、およびベアメタル・プログラミングの使用に重点を置きます。

  • ベアメタルおよびエンベデッド・オペレーティング・システムの選択
  • SMP/AMP マルチコア・ソフトウェア・アーキテクチャ
  • カーネルベース仮想マシン (KVM) をはじめとする仮想化およびハイパーバイザー

プレゼンテーション: ヘテロジニアスマルチコアOpenAMPと仮想プロトタイプングの重要性
メンター・グラフィックス・ジャパン株式会社

テクニカルセールス本部 Front-end Solutionグループ AEマネージャー 山口 克 様

  • 本講演では、仮想プラットフォーム手法に基づいた効率的な開発アプローチの優位性と、完璧な可視性、強力な制御、システム動作を妨げることないトレースデータ解析といった機能に優れたデターミニスティックでスケーラブルな開発環境が、いかに実機が利用可能になるのに先駆けて開発課題を解決できるのかについて説明します。また、OpenAMPフレームワーク標準を活用したヘテロジニアスマルチコア搭載組込みシステムのパーティショニングや集約、一般的な使用ケース、設計アーキテクチャやソフトウェア開発における留意点などについても解説していきます。

 

プレゼンテーション: インテル® SoCベース製品開発を広範囲にサポートするスケーラブルRTOSプラットフォーム
イーソル株式会社
エンベデッドプロダクツ事業部 営業部 営業課 五十嵐 仁 様

  • インテル® SoC に適用可能な、シングルコアからマルチ・メニーコアプロセッサまでをスケーラブルにサポートする、商用では世界初の最先端のリアルタイムOSと、機能安全認証(ISO26262、IEC61508)を取得した実績豊富なTRON系リアルタイムOSをコアとする、スケーラブルで信頼性の高いリアルタイムOSプラットフォームを紹介。

SoC FPGA を使用したソフトウェア・アクセラレーションと機能オフローディング

SoC FPGA は、特定のワークロードを高速化することでプロセッサーをオフロードできるほか、インタフェース規格の変化に適応できる柔軟性を備えています。このセッションでは、FPGA ハードウェアを使用してソフトウェアを高速化するアプリケーション例について解説します。

プレゼンテーション: 組込みOSへの招待~SoCが可能にするFPGA活用技術
設計アナリスト 鳥海 佳孝 様

近年ラズベリーパイの出現で組込み機器に対するアプローチが変化しています。これまで組込み機器は特定の制御を担うだけで済んだため、最小限の機能を持つマイコンで実現してきました。しかし最近はI/Oにスマートフォンを用いるニーズなどが高まり、もはやマイコンでの実現が難しくなり、デスクトップ機能を持つOSを搭載する必要があります。こうなると益々ソフトウェアの比重が高まり、その部分がネックとなる可能性があります。こうした中FPGAのSoCが誕生し、ネックとなるソフトウェアのハードウェア化が可能となります。本講演ではSoCにOSを載せるメリットとソフトウェアのハードウェア化について解説します。
 

プレゼンテーション: AMP型マルチコア対応RTOSの開発手法について
イー・フォース株式会社
開発部 エンジニア 技術士(情報工学・総合技術監理) 横田 敬久 様

  • インテル® SoC(旧アルテラ)は、Cortex-A9やCortex-A53のデュアル~クアッドの構成になってきており、FPGAの開発に加えて、マルチコアのCPUを用いた高効率な組込み開発のソリューションが必須になっています。

    マルチコアシステムにおけるコアの使用方法は大きく分けてSMP型とAMP型がありますが、AMP型のシステムはコアの役割を決めて作業を分担させることにより、高いリアルタイム性を追求でき組込みシステムに最適とされています。

    本セミナーではuITRON仕様のRTOS「uC3/Standard」に対して、AMP型マルチコア拡張を実装した「uC3/Standard+M」をはじめとした効率的なマルチコアシステムの開発手法を紹介し、マルチコアの組込み開発においてRTOSを用いることによる開発の効率化を説明します。
     

プレゼンテーション: ハード・フローティング・ポイントを用いたワイヤレス DPD(Digital Pre-Distortion)アルゴリズムアクセラレーションの実装
日本アルテラ株式会社

応用技術部 シニアスタッフ・テクノロジ・スペシャリスト 柿崎 仁志 

  • アルゴリズムの主要部分を FPGA にオフロードし、ハード浮動小数点 DSP ブロックを使用することにより、大幅な性能向上が実現します。このセッションでは、ワイヤレス RRH(Remote Radio Head)の実装、FPGA ハードウェア・アクセラレーションによるデジタル・プリディストーション(DPD)アルゴリズムの高速化のほか、これらの手法による性能改善、消費電力低減、およびスペース削減について考察します。

ハードウェア/ソフトウェア協業開発のためのシステムソフトウェア・アーキテクチャー

従来、FPGA アプリケーションの開発には、VHDLや Verilog HDL などのハードウェア記述言語を使用します。このセッションでは、デザイン・チームの生産性とシステム性能の向上につながる、その他のハイレベルな SoC FPGA 開発およびプログラム方法について説明します。

プレゼンテーション: OpenCL* を使った電力効率のよいアクセラレーションの実装
日本アルテラ株式会社

AE部 スタッフエンジニア 竹村 幸尚
 

  • OpenCL* を使用した並列処理は、電力効率とともに性能の向上を実現します。
  • 畳み込みニューラル・ネットワーク (CNN) アプリケーション例

 

プレゼンテーション: インテル® SoC FPGAボードを利用した、モデルベースデザインによるSDRシステム実装
MassWorks Japan
アプリケーションエンジニアリング部 シニアアプリケーションエンジニア 大塚 慶太郎 様

  • 本講演では、ソフトウェア無線(SDR)のアルゴリズム開発のワークフローをケーススタディとして紹介します。
    MATLABとSimulinkを用いたモデルベースデザインによるワークフローにより、インテル® のSoC FPGAとアナログ・デバイセズのRFトランシーバを搭載したハードウェアを手軽に利用することが可能となります。


ソフトウェアでのセキュリティー

このセッションでは、以下をはじめとするソフトウェアを使用してシステムセキュリティーを強化する方法を探ります。

  • SoC FPGA のセキュアブート方法
  • リアルタイム・オペレーティング・システム (RTOS) と接続されたセキュアな IoT デバイスの構築
  • エンベデッド Linux を使用して SoC FPGA のセキュリティーを確保する技術

プレゼンテーション: ハードウェアから強化されたソフトウェア・セキュリティーの活用
日本アルテラ株式会社

応用技術部 エンベデッド&DSP テクノロジ・スペシャリストFAE 萩原 尚 

  • このプレゼンテーションでは、Cyclone® V SoC FPGA デバイスファミリーおよび Arria® 10 SoC FPGA デバイスファミリーによって提供されるセキュアブート環境について解説します。各ファミリーに用意されている標準ブートフローとセキュアー・ブート・フローのほか、これらの機能を可能にする開発ツールについても紹介します。
     

プレゼンテーション: RTOSを利用したIoT機器開発のセキュリティ対策
ウインドリバー株式会社

営業技術本部 本部長 志方 公一 様

  • リアルタイムOS(RTOS)は、厳密なパフォーマンスや高信頼性が求められるデバイスにおいて常に重要な役割を担ってきました。そして、あらゆるものがネットワークにつながりデバイスのIoT化が進む今日においては、セキュリティ、安全認証、さらに拡張性や仮想化への対応は特定の分野からのみでの要求ではなく、広い分野で求められるようになってきました。次世代のデバイス開発を担うあらゆる産業界において、これらは当然の要件になってきます。こうした中、ウインドリバーの講演では組込みデバイスのセキュリティについて解説します。

 

プレゼンテーション: インテル® SoC FPGA と組込みLinuxシステムを用いたセキュアなテクノロジー

モンタビスタ ソフトウェア ジャパン株式会社
営業技術部 部長 吉本 泰弘 様

  • 本プレゼンテーションでは、一般的なハッキングや新たな攻撃の方向性、組込みLinuxシステムを利用する場合それらの攻撃にどのように対処すべきか、セキュリティーの必要性について説明します。ルート・オブ・トラストやインテグリティマネージメントを用いてセキュリティーを高める方法を紹介し、ネットワーク仮想化システムにおけるリモートアテステーションやIoTデバイスでの無線ネットワークを介したアップデートなどのユースケースを通じて、どのような予防対策を講じるかを説明します。

ハードウェア・セッションの概要


ビジョンを現実に:データーセンターからエッジデバイスまで

ハードウェアおよびソフトウェア開発者は、絶え間なく変わり続けるコネクテッド・ワールドに直面しています。インテルは、データセンター、ネットワーク・インフラストラクチャー、さらには「モノのインターネット(IoT)」にわたるヘテロジニアス・ソリューションのポートフォリオで開発者を支援することができる唯一の立場にあります。このセッションでは、インテル FPGA とプロセッサーを組み合わせて実現するセンサーとデータセンター間の接続についての全体像を解説します。

  • エンドツーエンドにわたるヘテロジニアス・ソリューション
  • データセンターの高速化
  • ネットワーキングおよびアクセスの高速化
  • IoT の高速化と接続性
 

プレゼンテーション: スマート&コネクテッド・ワールド
インテル株式会社

データセンター・プロダクト・マーケティング Xeon プラットフォーム・マーケティング・マネージャー 横川 弘

プレゼンテーション: ネットワークのすべてに
日本アルテラ株式会社

応用技術部 プロダクトFAE  シニアスタッフ  小原 成介

プレゼンテーション: IoTへの対応
日本アルテラ株式会社

ビジネス・マネジメント マネージャ  吉田 賢二 


カスタマイズ可能なグラフィックスと進化するSoC FPGAセキュリティー

セキュリティーは、今日の相互接続された世界において、ますます重要な要件になっています。このセッションでは以下をご紹介します。

  • セキュリティー脅威の分類
  • インテル SoC FPGA のセキュリティー機能とロードマップ
  • セキュアブートの方法

プレゼンテーション:  カスタマイズ可能なグラフィックス・アクセラレーション
日本アルテラ株式会社

応用技術部 スタッフ・システム・スペシャリストFAE  篠塚 哲

  • このプレゼンテーションでは、FPGA および SoC FPGA エンドマーケットにとってのセキュリティー脅威の分類を示した上で、それらの脅威からの防御に役立つインテル® SoC FPGA のセキュリティー機能のロードマップについて考察します。
     

プレゼンテーション: Arria® 10 SoC におけるセキュアブート
日本アルテラ株式会社

応用技術部 エンベデッド&DSP テクノロジ・スペシャリストFAE  萩原  尚

  • このプレゼンテーションでは、Cyclone® V SoC デバイスおよび Arria® 10 SoC デバイスのセキュアブート・ハードウェア機能について解説します。また、Cyclone V SoC の標準ブートモデルの概要およびデバイス上の FPGA ファブリックを利用してセキュリティー保護する方法を紹介します。さらに、Arria 10 SoC デバイスに搭載されている追加のハードウェア機能についても紹介します。

 


性能の最適化手法

このセッションでは、システム性能を向上させるためのハードウェア・アクセラレーションの使用について、ネットワーキング性能およびレイテンシー/リアルタイム応答の観点から解説します。

プレゼンテーション: ハードウェア・オフロードによるリアルタイム・システムの実現
株式会社マクニカ(株式会社アルティマ、株式会社エルセナ)
株式会社アルティマ  第1統括部応用技術3部 部長代理 鈴木 秀臣 様

  • プロセッサーにおいて高速化が議論される場合、一般的には単位時間当たりの演算性能やベンチマークを用いた処理時間が指標に用いられます。
    一方、リアルタイム・システムにおいてはレイテンシや一定時間内に処理を完了させること(ディターミニスティック性)がよりクリティカルな指標となります。
    そのようなシステムにおいて一部の機能をハードウェアで実装することで、レスポンス時間を向上させシステムにおけるジッタ(揺らぎ)を低減することができます。

    本プレゼンテーションでは、ハードウェアとソフトウェアのパーティショニング事例として産業用イーサーネットを用いてレイテンシ・クリティカルな機能を分離することの手法と優位性について解説します。


プレゼンテーション: Edge Computing - A Part of IoT
富士ソフト株式会社

エンベデッドプロダクト事業推進部 新規ビジネス推進グループ 課長 姫野 呂裕 様

  • 近年、「IoT」はすべての"ネット接続されたもの”にセンサー類が加わり、 クラウドにセンサーデータをストリーミングするための“バズワード”としてスタートしました。データの蓄積、分析および活用など、すべて取り込みながら IoTは広がっています。
    今、我々は日々 爆発的に成長するセンサーデータの処理方法を 選択する重大な岐路を迎えています。
    このプレゼンテーションは、クラウドに送る有効データを抽出する効果的なデータ クレンジング ソリューションを含む SoC FPGA を使った「エッジ コンピューティング」の優位性についてご紹介いたします。
     

プレゼンテーション: インテル® SoC システム開発、実機デバッグ/テスト/検証ソリューション
横河ディジタルコンピュータ株式会社

事業本部 第一事業部 開発部 シニアエンジニア 太田 健一 様

  • 組込みソフトウェア開発の工数削減は、実機によるデバッグ・テスト・検証を効率的に行うことがポイントです。
    本プレゼンテーションでは、インテル® マルチコア SoC (旧アルテラ)で動作するシステムを効果的にデバッグ・テスト・検証する手法についてご紹介します。

SoC FPGAによる革新

このセッションでは、以下をはじめとする SoC FPGA ベースの革新的なアプリケーションについて考察します。

プレゼンテーション: 組込みOSへの招待~IoTシフトのためのSoC活用技術
設計アナリスト 鳥海 佳孝 様

  • あらゆる機器をネットワークに繋げるIoTと称さされる昨今、特定のハードウェア設計で用いられるFPGAにおいても、ネットワークやファイルシステムに対応する必要があります。全ての機能をハードウェアで実現することは可能ですが現実的ではありません。例えばTCP/IPのプロトコルスタックなどをハードウェア記述言語で作成可能ですが、設計上の再利用などを考慮すると得策とは言えません。そこでSoCを活用することで、ソフトウェアで実現できるものはソフトウェアで実現し、更にソフトウェアが不得意な部分をハードウェアで実現することができます。本講演ではこれらの活用技術をSoCのボードを用いて解説します。
     

プレゼンテーション: SoC FPGA x CMOS センサー = スマートカメラ
株式会社ソリトンシステムズ

組み込みシステム部 百田 昭仁 様

  • IoT時代になりカメラは単純に画像をサーバーに送るだけでなく、カメラ自体で解析や判断を行う必要性が高まって来ています。ソリトンでは、今まで培ってきたグラバボードや画像解析の技術を用いてカメラとSoC FPGAを纏め、カメラ側で画像解析し、結果をサーバーへ転送可能なスマートカメラを製品化しました。 Cyclone V SoCにはARM Cortex-A9が2コア搭載され、ソフトウェアによる十分な処理能力に加え、画像処理をFPGAによりアクセラレーションすることができます。また、消費電力は、PCなどに比べ低く抑えることができ、大きさ、消費電力、発熱などで従来採用できなかった場所での活用が期待されます。

プレゼンテーション: インテル® SoC FPGA製品プラットフォームでのeMMCの最適化
マイクロン ジャパン株式会社

日本エンベデッド・ビジネス・ユニット アプリケーションエンジニア
佐藤 潤一 様

  • マイクロンeMMCは標準規格への対応だけではなく、現在、多くの有益な機能が準備されています。少ないSW変更で以下の改善が実現可能です。「データスループットの最適化」「データの信頼性向上」「長寿命化」。本プレゼンテーションでは、インテル® SoC FPGA製品プラットフォームでの実現方法等をご紹介します。