マルチプロセッサで実現したH.264ビデオ・デコーダ　――コンフィギャラブル・プロセッサのユーザ定義命令とオンチップ・バスを活用

　機能分割とは，図1に示すように，設計するシステム仕様を機能的に切り分け，各プロセッサに割り振る方法です．携帯電話向けなどのシステムLSIの多くは，機能分割タイプに相当します．例えば，システムを制御するプロセッサとデータを処理するDSPを，一つのLSIにまとめたような構成です．

図1　機能分割型マルチプロセッサLSI
システム制御，オーディオ処理，ビデオ処理，グラフィックス表示と機能的に切り分け，各プロセッサに割り振る．機能ごとにアーキテクチャが異なるプロセッサが使われる場合が多い．

　データ分割とは，データのあるかたまりを複数のプロセッサで同時に処理することで，処理能力を高めるというような方法です．図2には，高精細テレビ（HDTV：high definition television）のMPEG-2ビデオ・デコーダの例を示しています．ここでは，スライスというデータ・セットを三つのプロセッサに割り振っています．もちろん，HDTVのMPEG-2ビデオ・デコーダを処理フローに従って機能分割することも可能です．実際には，図3に示すように，システム仕様によって適切な構成を見つける必要があります．

図2　データ分割型マルチプロセッサLSI
高精細テレビ（HDTV）デコーダの例を示す．1本のHDTVビット・ストリーム，もしくは3本の標準テレビ（SDTV）ビット・ストリームを同時にデコード可能な構成である．3個のプロセッサをそれぞれ独立したMPEGデコーダとして設計した．HDTVビット・ストリームでは，一つのプロセッサをマスタとし，スライス・レベルのデータを各プロセッサのMPEGデコーダで処理させる．SDTVビット・ストリームは一つのプロセッサで処理できるので，本LSIでは三つのビット・ストリームを同時にデコードできる．

図3　マルチプロセッサLSI設計の検討点
HDTVデコーダを例に，検討点を示している．ピクチャ，GOP，シーケンスの各レベルは，デコード処理上クリティカルではないので除外している．