bit-true(ビットトゥルー)

デジタル信号処理設計に関する翻訳に、bit-true(ビットトゥルー)という言葉がよく出てくる(例えば、W1717 SystemVueハードウェア・デザイン・キットのp3)。

携帯電話、液晶テレビ、DVD/ブルーレイプレーヤなど、身の回りの電化製品はほぼすべてデジタル化され、デジタル信号処理によりさまざまな機能が実現されている。複雑なデジタル信号処理には、DSP(信号処理アプリケーション向けの専用プロセッサ)を利用するソフトウェアベースの手法が用いられてきたが、最近のFPGAの高速化、大規模化により、このようなデジタル信号処理にFPGAを利用したハードウェアベースの手法が使用されるようになった。

DSPでは浮動小数点演算を利用できるので、デジタル信号処理の実装は簡単だが、FPGAで浮動小数点演算を実装すると回路規模が大きくなるので、通常は固定小数点演算が用いられる。

大規模な信号処理の場合は、FPGAに実装する前に、シミュレーションを行って動作を確認する。そのときに、固定小数点演算がシミュレーションと実装した場合とで結果がビット単位で一致することを、bit-true(ビットトゥルー)なシミュレーションと呼ぶ。固定小数点演算は、オーバーフローやアンダーフロー、丸めの処理にさまざまな方法があるので、演算結果がビット単位で一致しない(ビットトゥルーでない)ことがある。

FPGAと固定小数点演算については、以下を参照。

平坂久門ただいま失業中 > ラベル > 固定小数点演算回路の固定小数点演算信号処理の極意シリーズ(その1)~(その9)

cycle accurate(サイクルアキュレート)

デジタル信号処理設計に関する翻訳に、cycle accurate(サイクルアキュレート)という言葉がよく出てくる(例えば、W1717 SystemVueハードウェア・デザイン・キットのp3)。

スマートフォン、タブレットPC、DVD/ブルーレイレコーダーなどの身の回りの電化製品には、システムLSIが組み込まれている。システムLSIとは、その装置(システム)のほとんどの機能を1つのLSIに集約したもので、CPU、メモリ、キャッシュ、バスなどの入出力インタフェース、そのシステム固有のハードウェアエンジンから構成され、近年ますます大規模化、多機能化している。

また、このようなシステムLSIのプロセッサ上で動作するソフトウェアの開発/検証は、短期間で高品質(バグが少なく高性能)に行なう必要があり、ハードウェア設計の早い段階から協調検証ツールとしてプロセッサのシミュレータを使用してハードウェアとソフトウェアのデバッグや性能検証が行われている。ハードウェアの検証では精度が優先され、ソフトウェアの検証では速度が優先される。

プロセッサのパイプラインの動作やキャッシュの動作(クロックサイクル単位での動作で、通常ソフトウェアのプログラマには見えない動作)を模擬できるシミュレーションは、サイクルアキュレートな(サイクル精度の)シミュレーションと呼ばれ、精度は高いが動作速度は遅い。プロセッサの命令セットの命令単位で動作を模擬するシミュレーションは、命令セットシミュレーションと呼ばれ、精度は低いが動作速度は速い。

システムLSIの設計については、以下を参照。

システムLSI設計検証技術

C rate(Cレート)

バッテリ測定に関する翻訳で、C rate(Cレート)という言葉がよく出てくる(例えば、移動体デバイスのバッテリ寿命を最適化するための10のヒントのp15)。C rateはCapacity rateの略である。

バッテリの容量(キャパシティ)とは、満充電の状態のバッテリから、バッテリの端子電圧が所定の終止電圧に達するまで放電させてたときに取り出すことのできる電気(電荷)量(C(Coulomb)単位)である。バッテリの場合は、Ah(アンペア時)やmAh(ミリアンペア時)の単位で表されることが多い(1 Ah=1 A×3600 s=3600 C)。例えば、20 Ahの容量のバッテリは、20 Aの電流を1時間(10 Aの電流を2時間、5 Aの電流を4時間、…)流すことのできる電気(電荷)を持っていることを意味している。

C(Capacity)レートとは、バッテリ容量に対する放電(充電)電流値の比(放電(充電)電流(A)/容量(Ah))であり、バッテリの放電(充電)特性を表わすときに用いられる。例えば、20 Ahの容量のバッテリを1 CのCレートで放電するとは、20 Aの放電電流で放電することを意味し、20 Ahの容量のバッテリを0.5 CのCレートで放電するとは、10 Aの放電電流で放電することを意味する。

Cレートの単位記号と電荷量の単位記号は同じCであるが、意味が異なること(CapacityのCとCoulombのC)に注意する必要がある。

Cレートについては、以下を参照。

リチウムイオン電池の豆知識リチウムイオン電池に関する用語 ③Cレート