JP3351725B2 - パワーシミュレーション装置、パワーシミュレーション方法、及びパワーシミュレーションプログラムを記録した機械読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パワーシミュレー
ション装置、パワーシミュレーション方法、及びパワー
シミュレーションプログラムを記録した機械読み取り可
能な記録媒体に関し、特に、シミュレーションの処理速
度をある程度保持しつつ、精度の高いパワーシミュレー
ションを実現することができる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】プロセッサに使用されるパッケージを選
別したり、バッテリの容量を選出したりする場合には、
そのプロセッサが消費する電力値（消費電力値）を算出
する必要がある。この消費電力値を算出する手段として
は、仮想的にプロセッサを想定し、プロセッサ上で実行
される実行プログラムが実行された時の消費電力値をシ
ミュレーションすることにより求める技術が知られてい
る。この消費電力値を求めるシミュレーション（パワー
シミュレーション）として以下の２つの技術が開示され
ている。

【０００３】図２６は、パワーシミュレーション装置の
第１の従来例を示したブロック図である。このパワーシ
ミュレーション装置は、プロセッサ上で実行される実行
プログラムの命令列１を入力し、トレース情報５を生成
するトレース部３と、トレース情報５を入力し、１命令
あたりの消費電力ライブラリ２５を用いて１命令当たり
の消費電力値であるパワー情報２９を算出するパワー算
出部２７とを備えるものである。

【０００４】この第１の従来例では、実行プログラムの
トレース情報５のみに注目し、高速に求めるようにして
ある。命令毎に消費する電力値をあらかじめ求めてライ
ブラリとして用意し、トレース部３により得られた実行
命令に対応したライブラリデータを用いて消費電力値を
算出する。上記構成によるシミュレーション処理では、
シミュレーション処理時間が非常に短くなるが、命令毎
に一つの消費電力ライブラリしか用意しないため、誤差
が大きく、特に近年の複雑化したマイクロプロセッサに
対しては、更に誤差が大きくなるため、精度が低いとい
う問題があった。

【０００５】図２７は、パワーシミュレーション装置の
第２の従来例を示したブロック図である。このパワーシ
ミュレーション装置は、命令列１を実際のプロセッサ上
で動作するときの信号値に変換してゲートレベル用入力
信号値３３を生成する信号変換部３１と、生成されたゲ
ートレベル用入力信号値３３を入力し、ゲートレベルの
シミュレーションを行うことにより高精度なパワー情報
３７を生成するゲートレベルシミュレータ３５とを備え
るものである。

【０００６】この第２の従来例では、命令レベルの実行
プロセッサを、実際のプロセッサ上で動作するときの信
号値に自動的に変換し、下流のゲートレベルでプロセッ
サ内部を実際に動作させながらシミュレーションするこ
とにより消費電力を求め、レベルをゲートレベル等の下
位のレベルでプロセッサ内部の動作を忠実に実現しなが
らシミュレーションするため、高精度なシミュレーショ
ン結果を得ることができる。しかし、１回にかかるシミ
ュレーション実行処理時間が膨大になり、実行時間が非
常にかかるという問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、第１の従
来例のパワーシミュレーション装置は、シミュレーショ
ン処理時間が非常に短くなるが、命令毎に一つの消費電
力ライブラリしか用意しないため、誤差が大きく、特に
近年の複雑化したマイクロプロセッサに対しては、更に
誤差が大きいため、精度が低いという問題があった。ま
た、第２の従来例のパワーシミュレーション装置は、高
精度なシミュレーション結果を得ることができるが、１
回にかかるシミュレーション実行処理時間が膨大になり
実行時間が非常にかかるという問題点があった。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、シミュレーションの
処理速度をある程度保持しつつ精度の高いパワーシミュ
レーションを行うことができるパワーシミュレーション
装置、パワーシミュレーション方法、及びパワーシミュ
レーションプログラムを記録した機械読み取り可能な記
録媒体を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の発明者は、従来
技術の第１のパワーシミュレータにおける精度の低さに
ついての問題点について考察した。この結果、プロセッ
サが何らかの原因でストールした場合に消費電力の誤差
が顕著に発生することが分かった。ここで、ストールと
は、例えば、命令をロードするのに数クロック掛かるよ
うな記憶装置に記憶されているような場合や、命令の依
存関係によって命令を実行できない場合にプロセッサの
実行が数クロック遅延することがある。このように何ら
かの原因による遅延によりプロセッサが命令を実行でき
ない状態をストールという。具体的には、一般にいわれ
るストール（例えば、次に実行すべき命令をメモリから
読み込むのに時間がかかってしまうために発生する遅
延）、ハザード（例えば、これから実行する命令が、前
の命令の実行結果に依存して実行内容が変わるために、
前の命令の実行結果が確定するまで実行できないために
発生する遅延）、及び、リソースコンフリクト（命令実
行に必要な資源が限られているとき、命令実行に伴って
使用しようとしたとき、先の命令によって未だ使用中の
ためにその実行が終了するまで命令実行を開始できない
ときに発生する遅延）が含まれる。

【００１０】プロセッサが何らかの原因でストールした
場合には、このシステムクロックを数クロック余分に費
やすことになる。この余分に費やしたシステムクロック
のサイクルにおいても、ある程度電力消費するため、こ
れにより消費電力の誤差が生じていることが分かった。

【００１１】そこで、プロセッサがストールするか否か
を考慮しながら消費電力のシミュレーションを行うよう
にすれば、シミュレーションの処理速度をある程度保持
しつつ精度の高いパワーシミュレーションを行うことが
でき、一気に問題点が解決することができることに気が
ついた。本発明の発明者は慎重な研究を重ねた結果、以
下のような発明を完成することができた。

【００１２】上記目的を達成するため、請求項１の発明
は、プロセッサ上で実行される実行プログラムに含まれ
る命令が実行された時の消費電力値をシミュレーション
により求めるパワーシミュレーション装置において、前
記プロセッサがストールするか否かで前記命令毎に少な
くとも２つの消費電力値を記憶する手段と、その複数の
消費電力値を用いて前記プロセッサの消費電力値を計算
する手段と、を有することを特徴とする。

【００１３】上記発明の構成では、プロセッサがストー
ルするか否かで消費電力値が異なることに鑑みて、複数
の消費電力値を用意し、この複数の消費電力値を用いて
プロセッサの消費電力値を求めるようにしてある。上記
発明の構成によれば、プロセッサがストールするか否か
で命令毎に複数の消費電力値を用いて消費電力を計算す
るようにしたため、処理速度をある程度保持しつつ精度
の高いパワーシミュレーションを行うことができるので
ある。

【００１４】請求項２の発明は、プロセッサ上で実行さ
れる実行プログラムが実行された時の消費電力値をシミ
ュレーションにより求めるパワーシミュレーション装置
において、前記実行プログラムを入力し、その実行プロ
グラムのトレース情報を生成するトレース手段と、この
トレース手段で生成されたトレース情報を入力し、前記
実行プログラムのストール情報を検出するストール情報
検出手段と、このストール情報検出手段にて検出された
ストール情報を用い、ストール情報を考慮した消費電力
ライブラリから前記実行プログラムの消費電力値を算出
する消費電力算出手段と、を具備することを特徴とす
る。

【００１５】上記発明の構成によれば、ストール情報を
考慮してパワーシミュレーションを行うので、高精度な
シミュレーション結果を得ることができるのである。

【００１６】ここで、前記請求項２におけるストール情
報検出手段は、前記トレース手段で生成されたトレース
情報を入力し、プロセッサの動作情報保持手段で保持さ
れるパワーシミュレーションを行うプロセッサの動作情
報を用いて前記実行プログラムのストール情報を検出す
ることが好ましい。

【００１７】上記構成によれば、プロセッサの動作情報
を用いてストール情報を検出するようにしてある。これ
により、前記発明の効果に加えて、このプロセッサの動
作情報を変更することにより、複数の種類のプロセッサ
についてパワーシミュレーションを行うことができるの
である。

【００１８】また、前記請求項２における消費電力算出
手段は、実行プログラムの実行時の状態毎に用意された
消費電力値のライブラリデータを用いて消費電力を算出
することが好ましい。

【００１９】上記構成によれば、実行プログラムの実行
時の状態毎に用意された消費電力値のライブラリデータ
を用いて消費電力を算出するようにしてある。これによ
り、請求項２記載の発明の効果に加えて、消費電力値の
ライブラリデータを変更することにより、複数の種類の
プロセッサについてパワーシミュレーションを行うこと
ができるのである。

【００２０】請求項３の発明は、所定の実行プログラム
を実行するプロセッサ部と、前記所定の実行プログラム
を保持するメモリ部と、前記所定の実行プログラムの一
部を保持する命令キャッシュ部と、を備えたコンピュー
タシステムにおける消費電力値をシミュレーションによ
り求めるパワーシミュレーション装置において、前記実
行プログラムを入力し、その実行プログラムのトレース
情報を生成するトレース手段と、このトレース手段で生
成されたトレース情報を入力し、前記実行プログラムが
前記メモリ部若しくは命令キャッシュ部のいずれに保持
されるかの情報を含むストール情報を検出するストール
情報検出手段と、このストール情報検出手段にて検出さ
れたストール情報を用い、メモリ部に保持される場合の
消費電力及び命令キャッシュ部に保持されている場合の
消費電力を含むストール情報を考慮した消費電力ライブ
ラリから前記実行プログラムの消費電力値を算出する消
費電力算出手段と、を具備することを特徴とする。

【００２１】上記発明の構成では、ストールの発生原因
としてキャッシュミス、すなわち、命令キャッシュ部に
所定の命令が保持されずに、メモリ部に保持されている
場合に発生するストールに注目したものである。これ
は、一般に対象とする命令をロードする場合にメモリ部
に保持されている場合にはストールが発生するためであ
る。従って、上記発明の構成によれば、キャッシュミス
した場合にストールが発生した場合に生じる消費電力の
誤差を低減して、高精度なパワーシミュレーションを行
うことができるのである。

【００２２】ここで、前記請求項３における前記ストー
ル情報検出手段は、前記トレース手段で生成されたトレ
ース情報を入力し、前記実行プログラムが前記メモリ部
若しくは命令キャッシュ部のいずれに保持されるかの情
報、及び、前記実行プログラムが命令順序の変化を起こ
すか否かの情報を含むストール情報を検出することが好
ましい。

【００２３】上記構成では、請求項３の発明に加えて、
命令順序の変化を起こすか否かの情報をも検出するよう
にしてある。ここで、命令順序の変化を起こす命令と
は、条件分岐命令や、無条件分岐命令が含まれる。この
命令順序の変化が起きる場合にもストールが発生するの
で、消費電力の誤差が生じる。従って、上記発明の構成
によれば、前記請求項３の発明よりさらに高精度にパワ
ーシミュレーションを行うことができるのである。

【００２４】上記目的を達成するため、請求項４の発明
は、プロセッサ上で実行される実行プログラムに含まれ
る命令が実行された時の消費電力値について、コンピュ
ータによるシミュレーションにて求めるパワーシミュレ
ーション方法において、コンピュータに、前記プロセッ
サがストールするか否かで前記命令毎に少なくとも２つ
の消費電力値を記憶するステップと、コンピュータが、
その複数の消費電力値を用いて前記プロセッサの消費電
力値を計算するステップと、を有することを特徴とす
る。

【００２５】上記目的を達成するため、請求項５の発明
は、プロセッサ上で実行される実行プログラムに含まれ
る命令が実行された時の消費電力値をシミュレーション
により求めるパワーシミュレーションプログラムを記憶
した機械読み取り可能な記録媒体において、コンピュー
タに、前記プロセッサがストールするか否かで前記命令
毎に少なくとも２つの消費電力値を記憶させるステップ
と、コンピュータに、その複数の消費電力値を用いて前
記プロセッサの消費電力値を計算させるステップと、を
実行させるための記録媒体であることを要旨とする。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るパワーシミュ
レーション装置、パワーシミュレーション方法、及びパ
ワーシミュレーションプログラムを記録した機械読み取
り可能な記録媒体の実施形態について、図面を参照しな
がら詳細に説明する。

【００２７】第1 の実施形態 図１は、本実施形態のパワーシミュレーション装置を示
すブロック図である。このパワーシミュレーション装置
は、実行プログラムの命令列１を入力し、その実行プロ
グラム命令列１のトレース情報５を生成するトレース部
３と、トレース部５で生成されたトレース情報５を入力
し、マイクロプロセッサの動作情報７を用いて実行プロ
グラムのストール情報１１を検出するストール情報検出
部９と、ストール情報検出部９にて検出されたストール
情報１１を用い、ストール情報を考慮した消費電力ライ
ブラリ１３から実行プログラムの消費電力値であるパワ
ー情報１７を算出する消費電力算出部１５とを備えるも
のである。

【００２８】次に、本実施形態のパワーシミュレーショ
ン装置の動作の具体例を図面を参照しながら説明する。
以下の説明を簡単にするために、対象とする実行プログ
ラムを実行するコンピュータシステムの構成を図２に示
す。このコンピュータシステムは、実行プログラムを実
行するプロセッサ部１９と、所定の実行プログラムを保
持するメモリ部２３と、所定の実行プログラムの一部を
保持する命令キャッシュ部２１とを備えるものである。

【００２９】ここで、メモリ部２３は、命令及びデータ
を保持するためのものであり、一般的には、低速、大容
量、安価であるということができる。また、命令キャッ
シュ部２１は、メモリ部２３より一般的には、高速、小
容量、高価であるということができる。本実施形態で
は、以下の説明の便宜のため、命令キャッシュ部２１
は、同時に保持できる命令数を２０とし、オーバーフロ
ーが発生する場合、一番過去に実現された命令から捨て
られるとするアルゴリズムを採用するものとする。

【００３０】また、このコンピュータシステムで実行で
きる命令は、データを読み込むｌｏａｄ命令と、データ
をメモリへ書き込むｓｔｏｒｅ命令と、２つのレジスタ
値を加算するａｄｄ命令と、２つのレジスタ値を乗算す
るｍｕｌｔ命令と、２つのレジスタ値が異なる限り指定
した命令番地に実行順序を変更するｂｎｅ命令の５つと
する。

【００３１】さらに、コンピュータシステム上で実行さ
れる全ての命令は、初めはメモリ部２３に、ループ、分
岐に関係なく、プログラムとして与えられた順番で格納
されており、その順番は、連続した命令番地で与えられ
ているとする。これらの命令は、一度実行されることに
よって、命令キャッシュ部２１に格納されるとする。

【００３２】図３は、本実施形態で使用するコンピュー
タシステムの動作を説明するための図である。本実施形
態では、フェッチ（Ｆ）、デコード（Ｄ）、実行
（Ｅ）、メモリアクセス（Ｍ）、及びライトバック
（Ｗ）からなる５段のパイプライン制御を行うプロセッ
サを用いたコンピュータシステムを使用する。

【００３３】これらの命令にストールが発生する状況
は、命令がメモリから読み込まれる場合とし、キャッシ
ュから読み込まれる場合は発生しないとする。また、ｂ
ｎｅ命令については、前記以外に、実行命令順序変更時
でも発生するとする。従って、ストールを考慮した消費
電力ライブラリ１３は、これらの各命令の各状態の全て
について消費される消費電力値をライブラリデータとし
て用意すると図４の様になる。図示の如く、プロセッサ
がストールするか否かで命令毎に複数の消費電力値を用
いて消費電力を計算するようにしたため、より正確なパ
ワーシミュレーション結果を得ることが出来るのであ
る。

【００３４】以上のようなコンピュータシステムにて、
実行させる実行プログラムを図５に示す。この実行プロ
グラムを実行するときの消費電力値を本実施形態シミュ
レーション装置によって求めるための手順を図１に従っ
て説明する。

【００３５】まず、図５に示す対象とするプログラムの
命令列１を実際にデータを変化させながら、一命令ずつ
実行させて展開することによって、これらの命令列がど
のような順番（これ以降、実行順序で示す）で実行され
るかというストールを考慮しないトレース情報５を求め
る。このトレース情報５を図６に示す。この例では、命
令番地８にあるｂｎｅ命令によってループが発生し、命
令番地６から８までの命令が３回繰り返し実行され、こ
のプログラムの命令実行回数は１６命令になることが分
かる。

【００３６】次に、このトレース情報に、対象とするプ
ログラムの動作情報７を使用して、ストール情報検出ア
ルゴリズムに従ってストール情報を付加する。このスト
ール情報検出アルゴリズムの例を図７に示す。このアル
ゴリズムでは、まず、対象とする命令プログラムから、
これから実行する命令を一つ読み込み、その実行命令の
種類と、命令番地を記憶する（ステップＳ１１）。

【００３７】続いて、その命令の命令番地が、キャッシ
ュに保存されている命令番地と等しいかを調べる（ステ
ップＳ１２）。等しくなければ、この命令はメモリから
読み込まれた事が分かる。一方、等しければ過去に一度
実行され、キャッシュに格納されている命令であること
が分かる。

【００３８】更に、実行された命令の種類がｂｎｅであ
るかどうかを調べる（ステップＳ１３，Ｓ１４）。命令
がｂｎｅであるならば、命令実行順序が変化する場合が
考えられるからである。もし命令が、ｂｎｅであるなら
ば、続いて、実行される命令の命令番地を参照する。現
在、実行しようとする命令の命令番地と次に実行される
命令の命令番地を比較することにより、連続ならば実行
順序変更なし、非連続ならば実行順序変更有りと判断す
ることができるため、ｂｎｅ命令によって命令順序が変
更されたのか、されなかったかが判断できるからであ
る。

【００３９】最後に、キャッシュに格納される命令２０
個のみを他の命令と区別するため、対象とした命令がキ
ャッシュ読み込みの場合は、キャッシュ格納命令順序を
過去に実行した命令番地を削除して詰め、新しい命令番
地を最後に追加する（ステップＳ２１）。また、対象と
した命令がメモリ読み込みであった場合は、新しくキャ
ッシュに格納されるため、一番最後にこの命令を追加す
る（ステップＳ２２）。この時、格納されている命令番
地数が２０を越えるならば、一番古い命令番地を削除す
る（ステップＳ２３）。

【００４０】この様に図７で示したアルゴリズムに従
い、プロセッサ上で実行される命令プログラムの全ての
命令が終了するまで繰り返し行う（ステップＳ２４）。

【００４１】次に、図６に示したトレース情報５がどの
ように処理されるかを詳細に説明する。この図６の例で
は、初めの７つの命令は、全て過去に実行された命令の
命令番地と一致しないためステップＳ１２からステップ
Ｓ１４に分岐し、更に全てｂｎｅ命令でないためステッ
プＳ１４からステップＳ２０へ行くというパスを通る。

【００４２】まだ、格納命令番地数が２０以下であるた
め、ステップＳ２２、ステップＳ２４に移動し、更に全
ての命令を実行していないため、ステップＳ２４によっ
て、ステップＳ１１へ戻るループを通る。

【００４３】次に実行される実行順序８の命令は、それ
までの命令同様にステップＳ１４まで行くが、ここで実
行命令がｂｎｅであるため、ステップＳ１４に移動す
る。ここで次に実行される実行順序９の命令の命令番地
を見るとｂｎｅと連続していないため、ステップＳ１９
へ行くパスとなる。それ以降は先の命令と同じくステッ
プＳ２２で保存命令番地数が２０以下であるため、ステ
ップＳ２４へ移動し、ステップＳ１１へ戻るループとな
る。

【００４４】実行順序１０の命令は、ステップＳ２２で
保存されている命令番地と一致とするためステップＳ１
３に分岐する。ステップＳ１３では命令がｂｎｅではな
いのでステップＳ１８へ行くパスとなる。そして、過去
に実行した命令番地を削除して、新しく保存命令番地の
最後に追加する。実行順序１０の命令も同様である。

【００４５】実行順序１１の命令も、ステップＳ１２で
保存されている命令番地と一致するためステップＳ１３
に分岐する。ここで、実行順序９，実行順序１０の命令
と異なり、ｂｎｅ命令であるため、ステップＳ１５に分
岐し、命令実行順序に変化があるか、ないかが調べられ
る。この場合、命令番地が連続しないため、命令実行順
序に変化有りとして、ステップＳ１７へ行くパスとな
る。それ以降のパスは先の実行順序１０と同じである。

【００４６】実行順序１２，１３はそれぞれ、実行順序
９と同じパスを通る。また、実行順序１４の命令も、実
行順序１１の命令同様、ステップＳ１５まで移動する。
ここで、次に実行される命令の命令番地を比較すると、
実行順序１１と異なり、連続していることが分かる。こ
のため、ステップＳ１８へ行くパスとなる。これ以降
は、実行順序１１と同じである。

【００４７】実行順序１５の命令は、初めて実行される
命令であるため、ステップ１２からステップＳ１４へ進
み、ここでｂｎｅでないため、ステップＳ２０へ移動す
るパスとなり、ステップＳ２２，ステップＳ２４を通る
ループとなる。実行順序１６の命令も実行順序１５と同
様である。

【００４８】実行順序１６を終了したところでステップ
Ｓ２４により対象命令をすべて終了したかを見ると、次
に実行される命令が存在しないため、全て終了したこと
が分かり、このアルゴリズムによる、ストール情報検出
部の作業が終了（ステップＳ２５）する。

【００４９】以上により、トレース情報にストール情報
を付加する作業が終了し、その出力結果をまとめると、
図８に示す命令プログラムとその各命令の状態が対応付
けられた情報１１を得ることができる。

【００５０】パワー算出部１５で、この図８に示す情報
１１から、実行された命令と、その命令がキャッシュか
ら読み込まれたのか、それともメモリから読み込まれた
のか、また、命令実行順序を変更したか、しないかとい
う情報と、それに対応する、予め求めて用意した図４に
示した消費電力ライブラリデータ１３を参照して、それ
ぞれの命令の消費電力値を例えば、ｌｏａｄ命令のメモ
リアクセス状況ならば、１５００ｍＷであるように求め
て、まとめて図９のような情報を求める。

【００５１】この結果を用いて、それぞれの命令の消費
電力値を足し合わせることによって、最終的に対象とす
る命令プログラム全体の消費電力値１７を得ることがで
きる。図９では、命令プログラムの合計は、２０２００
ｍＷであることを示した。また、この命令プログラムの
平均消費電力量は、命令全体のプログラムの合計消費電
力を命令の数で除算することにより求めることが出来
る。本実施形態の場合には命令数が１８なので、約１１
２２．２ｍＷとなる。

【００５２】このような命令レベルのパワーシミュレー
ション装置を用いることによって、高精度なシミュレー
ション結果を得ることができる。また、このシミュレー
ションにかかる実行時間も高速であるため、同一の作業
を実現するために複数のプログラムを作成して、その中
から最適なものを選び出したり、シミュレーションしな
がら、プログラムに修正を加えたりということが容易に
可能になる。

【００５３】第２の実施形態 図１０は、本実施形態のパワーシミュレーション装置を
示すブロック図である。このパワーシミュレーション装
置は、トレース情報を含むプログラム列５を入力し、実
行プログラムのストール情報１１を検出するストール情
報検出部９と、ストール情報検出部９にて検出されたス
トール情報１１を用い、ストール情報を考慮した消費電
力ライブラリ１３から実行プログラムの消費電力値であ
るパワー情報１７を算出する消費電力算出部１５とを備
えるものである。

【００５４】ここで、トレース情報を含むプログラム列
５は、例えば、別のコンパイラ等で得られる場合があ
る。このような場合には、得られたトレース情報を含む
プログラム列を用いてストール情報を検出して消費電力
を求めるようにしてもよい。ストール検出部９やパワー
検出部１５の動作は第１の実施形態と同様であるので、
その説明は省略する。

【００５５】第３の実施形態 次に、本発明の第３の実施の形態について、図面を参照
しながら詳細に説明する。説明を簡単にするために、対
象とする実行プログラムを実行するコンピュータシステ
ムの構成を図１１のようにする。このコンピュータシス
テムは、実行プログラムを実行するプロセッサ部１９
と、所定の実行プログラムを保持するメモリ部２３と、
所定の実行プログラムの一部を保持する命令キャッシュ
部２１と、実行プログラムに用いるデータの一部を保持
するデータキャシュ部２２とを備えるものである。

【００５６】ここで、メモリ部２３は、命令及びデータ
を保持するためのものであり、一般的には、低速、大容
量、安価であるということができる。また、命令キャッ
シュ部２１及びデータキャッシュ部２２は、メモリ部２
３より一般的には、高速、小容量、高価であるというこ
とができる。本実施形態では、以下の説明の便宜のた
め、命令キャッシュ部２１は、同時に保持できる命令数
を２０とし、オーバーフローが発生する場合、一番過去
に実現された命令から捨てられるとするアルゴリズムを
採用するものとする。

【００５７】このプロセッサで実行できる命令を、基準
となるデータ番地（本実施形態は、一意的にDataStart
とし、レジスタ３０（以下ｒ３０）とする）に記述され
た数値を加えたデータ番地中に含まれているデータを読
み込むｌｏａｄ命令と、２つのレジスタ値を加算するａ
ｄｄ命令と、２つのレジスタ値を乗算するｍｕｌｔ命令
と、２つのレジスタ値が異なる限り指定した命令番地に
実行順序を変更するｂｎｅ命令の４つとする。

【００５８】なお、プロセッサ上で実行される全ての命
令は、初めはメモリに、ループ、分岐に関係なく、プロ
グラムとして与えられた順番で格納されており、その順
番は、連続した命令番地で与えられているとする。これ
らの命令は、一度実行されることによって、その実行さ
れた順番に命令キャッシュに格納されるとする。

【００５９】実行命令をメモリから読み込む際には、そ
の読み込み速度を向上させるため、奇数番の命令番地を
持つ命令が実行された場合、その次の命令も実行確定前
に先読み込み開始がなされるとする。

【００６０】但し、奇数番地の命令がｂｎｅ命令のとき
に同時に読み込まれる命令は、命令番地が後続の命令と
する。このため、この場合、ｂｎｅ命令によって命令実
行順序が変更されると、先読みされた命令が読み込まれ
た後、再度新しい命令を読み込むこととする。

【００６１】また、全ての命令において、その命令によ
って計算された値を指定レジスタへ書き込むのに１サイ
クル余分にかかるとし、ａｄｄ命令、ｍｕｌｔ命令は、
入力として使用する２つのレジスタの値が確定した後で
ないと実行できないこととする。更にｍｕｌｔ命令に必
要な乗算器は１つしかないとし、ｍｕｌｔ命令を連続し
て実行する場合にのみ、余分に実行サイクルが必要とな
るとする。

【００６２】つまり、これらの命令にストール（ここで
いうストールとは、一般にいわれるストールが発生する
状況として、（１）命令がメモリから読み込まれた場
合、（２）データがメモリから読み込まれる場合、
（３）先の命令の実行結果を入力として使用するａｄ
ｄ，ｍｕｌｔ命令、（４）ｂｎｅ命令が、メモリ読み込
みかつ奇数番地の時に、この命令によって命令実行順序
が変更になった場合、（５）ｍｕｌｔ命令を連続して実
行した場合の５つの場合のみが起こりうるとする。

【００６３】本発明で使用する、これらの各命令の各状
態の全てについて消費される消費電力値を用意したライ
ブラリデータが図１２から図１６である。図１２はｌｏ
ａｄ命令に関するライブラリデータの例を示す図であ
る。図示の如く、ｌｏａｄ命令の場合をメモリにアクセ
スした場合及び命令キャッシュからアクセスした場合の
それぞれについて、ロードされるデータがメモリからア
クセスする場合及びデータキャッシュからアクセスする
場合の計４つの消費電力値がライブラリデータとして用
意される。図１３はａｄｄ命令に関するライブラリデー
タの例を示す図である。図示の如く、ａｄｄ命令の場合
をメモリにアクセスした場合及び命令キャッシュからア
クセスした場合のそれぞれについて、データ依存による
ストールがある場合とない場合の計４つの消費電力値が
ライブラリデータとして用意される。図１４はｂｎｅ令
に関するライブラリデータの例を示す図である。図示の
如く、ｂｎｅ命令の場合を命令メモリかつ命令実行順序
変更に伴うストール発生の場合、命令メモリアクセスの
場合、及び命令キャッシュアクセスの場合の計３つの消
費電力値がライブラリデータとして用意される。図１５
はｍｕｌｔ命令に関するライブラリデータの例を示す図
である。図示の如く、ｍｕｌｔ命令の場合をメモリにア
クセスした場合及び命令キャッシュからアクセスした場
合のそれぞれについて、リソースコンフリクトがある場
合とない場合の計４つの消費電力値、及び図１６に示す
如くリソースコンフリクト発生に伴う増加消費電力補正
値がライブラリデータとして用意される。

【００６４】これらのように、プロセッサがストールす
るか否かで命令毎に複数の消費電力値を用いて消費電力
を計算するようにしたため、より正確なパワーシミュレ
ーション結果を得ることが出来るのである。

【００６５】このような、コンピュータシステム上で、
図１７に示すプログラムを実行するときにかかる消費電
力値を本発明のシミュレータ方式によって求めるための
手順を第１の実施形態で用いた図１に従って説明する。

【００６６】図１７に示した対象プログラムの命令列１
を実際にデータを変化させ、一命令ずつ実行させて展開
しながら、これらの命令列がどのような順番（これ以
降、実行順序で示す）で実行され、かつその実行順序で
実行される命令がどのようなストールを発生しているか
を、対象とするプロセッサの動作情報７を参照すること
によって、ストール情報検出部９に検出し、ストール情
報が付加された命令実行情報１１を求める。

【００６７】この例では、命令番地９にあるｂｎｅ命令
によってループが発生し、命令番地４から９までの命令
が２回繰り返し実行されるので、このプログラムの命令
実行回数は１８命令に成ることを得ることが出来る。こ
のトレース情報を図１８に示した。

【００６８】ここで、図１７に示した対象プログラム列
の各命令列の詳細の説明は省略するが、図１９に示す如
く基準となるデータ番地ｒ３０に格納されたアドレスに
は５が、次のアドレスには１が、次のアドレスには３
が、といったように格納されているものとする。

【００６９】図２０は、本実施形態のストール情報検出
部９の動作を示したフローチャートである。このアルゴ
リズムでは、まず初期化を行い（Ｓ３１）、対象とする
命令プログラムから、これから実行する命令を一つ読み
込み、その実行命令の種類と、命令番地を記憶する（Ｓ
３２）。

【００７０】次に、その実行すべき命令の命令番地が、
キャッシュに保存されている命令番地と等しいかを調べ
る（Ｓ３３）。ここで、等しければその命令は命令キャ
ッシュから読み込まれて実行する事になるためフラグを
たる（Ｉｆｌａｇ＝１）（Ｓ３４）。等しくなければこ
の命令はメモリから読み込まれて実行することになるた
めフラグをおろす（Ｉｆｌａｇ＝０）（Ｓ３５）。この
後、実行される命令が何であるかを判断する（Ｓ３
６）。

【００７１】実行される命令がｍｕｌｔ命令の場合の処
理を図２１に示す。まず、直前の命令がｍｕｌｔ命令か
どうかを調べる（Ｓ３７１）。直前の命令がｍｕｌｔ命
令の場合の場合は、リソースコンフリクトによるストー
ルが発生するので、そのストール発生回数を保持するた
めにカウンタ（Ａ）を１増やす（Ｓ３７２）。

【００７２】また、今回の命令で入力とするレジスタ
が、直前の命令によって決定するレジスタ（出力レジス
タ）と同じか否かを調べる（Ｓ３７３）。同じ場合は、
ストールが発生するためにフラグ（Ｓｆｌａｇ）をたて
る（Ｓｆｌａｇ＝１）（Ｓ３７４）。

【００７３】以上の検討の後、Ｉｆｌａｇ、Ｓｆｌａｇ
２つのフラグの組み合わせを考慮して（Ｓ３７５）、今
回の実行したｍｕｌｔ命令の状態を考慮した４種類のカ
ウンタのうち対応するカウンタの回数を１増やす（Ｓ３
７６，Ｓ３７７，Ｓ３７８，Ｓ３７９）。

【００７４】次に、実行される命令がＬｏａｄ命令の場
合の処理を図２２に示す。まず、入力データが保存され
ているデータ番地を読み込み、データ読み込みグラフを
立てる（Ｄｆｌａｇ＝１）（Ｓ３８１）。このデータ番
地がデータキャッシュに保存しているデータ番地と等し
いかを調べる（Ｓ３８２）。等しければ、そのデータが
既にデータキャッシュに保存されているので、データキ
ャッシュから読み込まれると認識し、フラブ（ＤＤｆｌ
ａｇ）を立てる（ＤＤｆｌａｇ＝１）（Ｓ３８２１）。
データキャッシュに保存されているデータ番地と等しく
ない場合は、データがメモリから読み込まれることにな
るために、フラグ（ＤＤｆｌａｇ）を下げて（ＤＤｆｌ
ａｇ＝０）、新たにこのデータをキャッシュに保存され
ていると認識する（Ｓ３８３）。そして、この要因と命
令がメモリ／キャッシュ読み込みか（Ｓ３８４，Ｓ３８
５）という要因という２つの要因を考慮してＬｏａｄ命
令用に用意された２＊２＝４種類のカウンタのうち対応
するカウンタの回数を１増やす（Ｓ３８６，Ｓ３８７，
Ｓ３８８，Ｓ３８９）。

【００７５】次に、実行される命令がａｄｄ命令の場合
の処理を図２３に示す。まず、今回の命令で入力とする
レジスタが、直前の命令によって決定するレジスタ（出
力レジスタ）と同じかを調べる（Ｓ３９１）。同じ場所
は、ストールが発生するためにフラグ（Ｓｆｌａｇ）を
たてる（Ｓｆｌａｇ＝１）（Ｓ３９２）。

【００７６】以上の検討を行い、Ｉｆｌａｇ、Ｓｆｌａ
ｇ２つのフラグの組み合わせを考慮して（Ｓ３９３）、
今回実行したａｄｄ命令の状態を考慮した４種類のカウ
ンタのうち対応するカウンタの回数を１増やす（Ｓ３９
４，Ｓ３９５，Ｓ３９６，Ｓ３９７）。

【００７７】次に、実行される命令がｂｎｅ命令の場合
の処理を図２４に示す。まず、命令がメモリ読み込みか
キャッシュ読み込みかどうかをチェックする（Ｓ４０
１）。命令がメモリ読み込みの場合は、更にこの命令の
命令番地が奇数でかつ次に実行される命令の命令番地が
ｂｎｅの命令番地と連続しているかを調べる（Ｓ４０
２）。そして、以上の３つの場合について、用意された
３種類のカウンタのうち対応するカウンタの回数を１増
やす（Ｓ４０３，Ｓ４０４，Ｓ４０５）。

【００７８】以上の様に実行する命令を、状態を考慮し
た実行に分類してそれぞれの実行回数に追加した後、命
令キャッシュ、データキャッシュに保持されるデータの
オーバーフローをチェックする。これについて、図２０
を用いて説明する。

【００７９】まず、今回の命令が命令キャッシュから読
み込まれたものか、メモリから読み込まれたものかを判
断する（Ｓ４１）。命令キャッシュから読み込まれたも
のならば、過去に命令キャッシュに保存されていた方
の、命令番地データを削除する（Ｓ４２）。一方、メモ
リ読み込みならば、今回実行した命令が新たに命令キャ
ッシュに保存されることを意味するので、保存している
命令番地の個数が２０より多くなるかを調べ（Ｓ４
３）、多くなる場合は、最古の命令番地情報を削除する
（Ｓ４４）。

【００８０】次に、データを新たにレジスタに読み込ん
だかを調べる（Ｓ４５）。データをレジスタに読み込ん
でいる場合、更にそのデータがメモリから読み込まれた
のか、データキャッシュから読み込まれたのかを判断す
る（Ｓ４６）。

【００８１】データキャッシュから読み込まれたものな
らば、過去にデータキャッシュに保存されていた方のデ
ータを削除する（Ｓ４７）。一方、メモリ読み込みなら
ば、今回読み込んだデータが新たにデータキャッシュに
保存されることを意味するので、保存しているデータ番
地の個数が２０より多くなるかを調べ（Ｓ４８）、多く
なる場合は、最古のデータ番地情報を削除する（Ｓ４
９）。ここで、メモリからデータが読み込まれた場合
は、何も処理を行わずに次の処理へ進む。

【００８２】そして、最後に実行プログラム中の全ての
命令について、このアルゴリズム処理を行ったかを調べ
（Ｓ５０）、終了していなければ、フラグを初期化した
りプログラムカウンタ（Ｎ）を１増やしてから（Ｓ５
１）、再度、Ｓ３から繰り返し、終了していれば、本ア
ルゴリズムを終了させる。

【００８３】次に、本実施形態の具体例として、図１８
のプログラムを実行した場合で説明する。この例では、
初めにプログラムを解析するために、Ｓ３１，Ｓ３２と
いうルートを通り、Ｓ３３で命令番地１の命令ｌｏａｄ
を認識する。この命令はキャッシュに保存されていない
命令番地のため、Ｓ３５を通り、Ｓ３６で実行される命
令の認識がされる。ここで、ｌｏａｄなので、Ｓ３８１
へ進み、入力データ番地にあるデータが既にデータキャ
ッシュにあるかを調べる（Ｓ３８２）。このｌｏａｄ命
令ではＮＯであるため、フラグ（ＤＤｆｌａｇ）をメモ
リ読み込みにし（Ｓ３８３）、命令がメモリ読み込みの
ため、Ｓ３８５からＳ３８９を通ってＳ４１へ進む。Ｓ
４１で命令がメモリ読み込みのため、Ｓ４３に進み、ま
だ命令キャッシュに保持されている命令総数が２０のた
めＳ４５に直接移る。Ｓ４５では使用データを新たにレ
ジスタへ読み込んでいるため、Ｓ４６に進み、さらにそ
のデータがメモリ読み込みのためＳ４８に進む。ここで
データキャッシュに保持されているデータ数が２０以下
であるためＳ５０へ進む。そしてまだ、最後の命令まで
実行していないため、Ｓ５１を通って再度Ｓ３２へ戻っ
て次の命令の処理に入る。

【００８４】実行順序２の命令もメモリ読み込みのｌｏ
ａｄ命令であるため、命令番地１のｌｏａｄ命令と同じ
くＳ３８２まで進む。ここで、読み込んでいるデータが
既にキャッシュに読み込まれているデータであるため、
Ｓ３８４へ進み、命令はメモリからの読み込みになるた
めＳ３８７を通って、Ｓ４１へ進む。Ｓ４６までは命令
番地１と同じパスを通るが、Ｓ４６からＳ４７に分岐
し、Ｓ５０，Ｓ５１を通って、Ｓ３２に戻る。

【００８５】実行順序３，４の命令は、実行順序１のｌ
ｏａｄと同じパスを通って処理される。

【００８６】実行順序５の命令はメモリ読み込みのａｄ
ｄ命令であるため、Ｓ３６までは実行順序１の命令と同
じルートを通るが、ここからＳ３９へ分岐する。直前の
命令によって出力されるレジスタの値を入力データとし
ているため、Ｓ３９２を通ってＳ３９３に進みここで、
Ｓ３９４に振り分けられる。Ｓ４１からＳ４３を通っ
て、Ｓ４５に進む。この命令はレジスタにデータを読み
込んでいないため、すぐにＳ５０へ飛び、Ｓ５１を経
て、Ｓ３２に戻る。

【００８７】実行順序６の命令はメモリ読み込みのｍｕ
ｌｔ命令であるため、Ｓ３６からＳ３７へ振り分けられ
る。この命令では、直前の命令がｍｕｌｔ命令ではない
ため、Ｓ３７３に飛ぶ。Ｓ３７３では、この命令が入力
とするレジスタが直前の命令の出力レジスタであるた
め、Ｓ３７４を通ってＳ３７５に進む、ここで、Ｓ３７
７に振り分けられ、Ｓ３７８以降は、実行順序５の命令
と同じルートを通ってＳ３２に戻る。

【００８８】実行順序７の命令も実行順序６の命令同
様、メモリ読み込みのｍｕｌｔ命令であるため、Ｓ３７
１までは同じルートを通るが、今回は、直前の命令がｍ
ｕｌｔ命令であったため、Ｓ３７２を経てＳ３７３に進
む。ここで入力レジスタは直前の出力レジスタではない
ため、Ｓ３７５に飛び、Ｓ３７８に振り分けられる。Ｓ
３７８以降は、実行順序６の命令と同じルートを通る。

【００８９】実行順序８の命令はメモリ読み込みのａｄ
ｄ命令であるため、実行順序５の命令と同じく、Ｓ３９
１まで進む、この命令の入力レジスタは直前の出力レジ
スタでないため、Ｓ３９３に飛び、Ｓ３９５に振り分け
られＳ４１へ進む。これ以降は、実行順序６の命令と同
じルートを通る。

【００９０】実行順序９の命令はメモリ読み込みのｂｎ
ｅ命令であり、実行命令１と同じくＳ３９５まで進む
が、Ｓ３６からＳ４０１へ分岐する。この命令はメモリ
読み込みのためＳ４０２に進み、この命令の実行順序が
奇数で、かつこの命令の次に実行される命令の命令番地
とは連続していないため、Ｓ４０４に振り分けられて、
Ｓ４０５へ進む。これ以降は、実行順序６の命令と同じ
ルートを通る。

【００９１】実行順序１０の命令は、再度命令番地４の
ｌｏａｄ命令であるため、Ｓ３３での分岐では命令が命
令キャッシュに保存されているためＳ３４を通ってＳ３
６にいく。Ｓ３６からＳ３８２まで、実行順序４の命令
と同じルートを通るが、Ｓ３８２にて、使用データが既
にデータキャッシュに保存されているため、Ｓ３８４に
進み、Ｓ３８４に振り分けられて、Ｓ４１へ進む。Ｓ４
１がｙｅｓなのでＳ４２を通ってＳ４５に進み、以降
は、実行順序２の命令と同じルートを通る。

【００９２】実行順序１１の命令も実行順序１０の命令
同様、一度実行された命令であるため、Ｓ３６まで実行
順序１０の命令と同じルートを通る。Ｓ３６でこの命令
がａｄｄであるため、Ｓ３９１に振り分けられ、実行順
序５の命令と同じく、Ｓ３９２を通ってＳ３９３に進
む。ここで命令キャッシュ読み込みかつ、データ依存ス
トールありであるため、Ｓ３９６に振り分けられ、Ｓ４
１に進む。これ以降は、実行順序１０と同じルートを通
る。

【００９３】実行順序１２の命令もＳ３６まで実行順序
１０の命令と同じルートを通る。ｍｕｌｔ命令であるた
め、Ｓ３６でＳ３７１に振り分けられ、Ｓ３７５まで実
行順序６の命令と同じルートを通る。Ｓ３７５で命令キ
ャッシュ読み込みかつデータ依存ストール有りのためＳ
２３に振り分けられてＳ４１へ進む。Ｓ４１以降は実行
順序１０と同じルートを通る。

【００９４】実行順序１３の命令もまたＳ３７１まで実
行順序１２の命令と同じルートを通る。Ｓ４０１からＳ
３７５までは実行順序７の命令と同じルートを通るが、
命令キャッシュ読み込みかつデータ依存ストールなしで
あるためＳ３７７に振り分けられて、Ｓ４１に進む。こ
れ以降は、実行順序１０と同じルートを通る。

【００９５】実行順序１４の命令はＳ３９１まで実行順
序１１の命令と同じルートを通る。ここから実行順序８
の命令と同じく、Ｓ３９３に飛び、命令キャッシュ読み
込みかつデータ依存ストールなしであるためＳ３９７を
通ってＳ４１に進み、以降は実行順序１０と同じルート
を通る。

【００９６】実行順序１５の命令もＳ３６まで実行順序
１０の命令と同じルートを通る。ここで、ｂｎｅ命令で
あるため、Ｓ４０１に進み、命令キャッシュ読み込みの
ため、Ｓ４０５を通ってＳ４１にいく。これ以降は実行
順序１０と同じである。

【００９７】実行順序１６の命令は、実行順序２の命令
と同じルートを通る。

【００９８】実行順序１７の命令は、実行順序９の命令
と同じルートを通ってＳ４０２まで進むが、この命令の
次に実行される命令の命令番地は、連続しているため、
Ｓ４０３を通ってＳ４１へ進む。それ以降は実行順序９
と同じルートを通る。

【００９９】実行順序１８の命令は、実行順序６の命令
と同じルートを通り、Ｓ５０まで進む。ここで、この命
令がプログラム中の最後の命令であるため、アルゴリズ
ムを終了する。

【０１００】以上により、トレース情報にストール情報
を付加する作業が終了し、その出力結果をまとめると、
図２５に示す命令プログラムとその各命令の状態が対応
付けられた情報を得ることができる。

【０１０１】パワー算出部で、この図２５に示す情報か
ら、それぞれの命令の消費電力値を足し合わせることに
よって最終的に対象とする命令プログラム全体の消費電
力値を得ることができる。また、命令プログラム全体の
消費電力値を実行命令数で除算することにより１命令辺
りの平均消費電力値を得ることが出来る。このようにし
て本実施形態を実施することにより、消費電力見積もり
結果が得られる。

【０１０２】このように、本実施形態のパワーシミュレ
ーション装置では、各命令の実行が行われる場合の状態
を解析して消費電力値をシミュレーションにより求める
ようにしてある。これにより、さらに精度の高いシミュ
レーション結果を得ることが出来る。

【０１０３】なお、上述したパワーシミュレーションを
実現するためのプログラムは記録媒体に保存することが
できる。この記録媒体をコンピュータシステムによって
読み込ませ、前記プログラムを実行してコンピュータを
制御しながら上述したパワーシミュレーションを実現す
ることができる。ここで、前記記録媒体とは、メモリ装
置、磁気ディスク装置、光ディスク装置等、プログラム
を記録することができるような装置が含まれる。

【０１０４】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る
パワーシミュレーション装置、パワーシミュレーション
方法、及びパワーシミュレーションプログラムを記録し
た機械読み取り可能は記録媒体によれば、各命令のスト
ール情報を考慮したシミュレーションを行うことによ
り、実行プログラムのトレース情報のみを用いてシミュ
レーションする方式より、はるかに高精度であり、ま
た、プロセッサ内部を考慮したシミュレーション方式に
より、はるかに高速なシミュレーション結果を得ること
ができる。

【０１０５】また、本発明により、プロセッサ上で実行
する命令プログラム作成時に、低消費電力を意識したプ
ロセッサをリアルタイムで比較検討しながら作成する事
ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１及び第３の実施形態におけるパワーシミュ
レーション装置を示すブロック図である。

【図２】第1 の実施形態の説明で使用するプロセッサの
構成を示す図である。

【図３】本実施形態の説明で使用するプロセッサのパイ
プライン処理を示す図である。

【図４】本実施形態で使用するプロセッサのストールを
考慮した消費電力ライブラリデータ１３を示す図であ
る。

【図５】第1 の実施形態で使用するパワーシミュレーシ
ョン対象のプロセッサへの入力プログラムの命令列１を
示す図である。

【図６】トレース部３によって求められた図５の入力プ
ログラムのトレース結果を示す図である。

【図７】第1 の実施形態で用いるストール情報検出アル
ゴリズムを示すフローチャートである。

【図８】図７に示すアルゴリズムによって得られたスト
ールを考慮したトレース情報を示す図である。

【図９】第1 の実施形態のストールを考慮したパワー情
報１７を示す図である。

【図１０】第２の実施形態におけるパワーシミュレーシ
ョン装置を示すブロック図である。

【図１１】第３の実施形態で使用するプロセッサの構成
を示す図である。

【図１２】Ｌｏａｄ命令の消費電力ライブラリデータ１
３を示す図である。

【図１３】Ａｄｄ命令の消費電力ライブラリデータ１３
を示す図である。

【図１４】Ｂｎｅ命令の消費電力ライブラリデータ１３
を示す図である。

【図１５】Ｍｕｌｔ命令の消費電力ライブラリデータ１
３を示す図である。

【図１６】Ｍｕｌｔ命令に関する消費電力ライブラリデ
ータ１３を示す図である。

【図１７】第３の実施形態で使用するパワーシミュレー
ション対象のプログラムへの入力プログラムの命令列１
を示す図である。

【図１８】トレース部３によって求められた図１７の入
力プログラムのトレース結果を示す図である。

【図１９】第３の実施形態で使用するデータ配置を示す
図である。

【図２０】第３の実施形態で用いるスドル情報検出アル
ゴリズムを示すフローチャートである。

【図２１】Ｍｕｌｔ命令に関する処理ステップＳ３７の
アルゴリズムを示すフローチャートである。

【図２２】Ｌｏａｄ命令に関する処理ステップＳ３８の
アルゴリズムを示すフローチャートである。

【図２３】Ａｄｄ命令に関する処理ステップＳ３９のア
ルゴリズムを示すフローチャートである。

【図２４】Ｂｎｅ命令に関する処理ステップＳ４０のア
ルゴリズムを示すフローチャートである。

【図２５】第３の実施形態のストールを考慮したパワー
情報１７を示す図である。

【図２６】第１の従来例における高速なパワーシミュレ
ーション装置を示すブロック図である。

【図２７】第２の従来例における高精度なパワーシミュ
レーション装置を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 命令列 ３ トレース部 ５ トレース情報 ７ マイクロプロセッサの動作情報 ９ ストール情報検出部 １１ ストール情報を含むトレース情報 １３ ストールを考慮した消費電力ライブラリ １５，２７ パワー算出部 １７ ストールを考慮したパワー情報 １９ プロセッサ部 ２１ 命令キャッシュ部 ２２ データキャッシュ部 ２３ メモリ部 ２５ 一命令当りの消費電力ライブラリ ２９ パワー情報 ３１ 信号変換部 ３３ ゲートレベル用入力信号値 ３５ ゲートレベルシミュレータ ３７ 高精度パワー情報

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 Ｖｉｖｅｋ Ｔｉｗａｒｉ、外２名, Ｐｏｗｅｒ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ： Ａ Ｆｉｒｓｔ Ｓｔｅｐ Ｔｏｗａ ｒｄｓ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｐｏｗｅｒ Ｍｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎ，Ｐｒｏｃ ｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ８ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍ ｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｓ ｙｎｔｈｅｓｉｓ，ＩＥＥＥ，ｐ．110 −115 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 17/50 666 G06F 17/50 664 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ) ＩＮＳＰＥＣファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロセッサ上で実行される実行プログラ
   ムに含まれる命令が実行された時の消費電力値をシミュ
   レーションにより求めるパワーシミュレーション装置に
   おいて、 前記プロセッサがストールするか否かで前記命令毎に少
   なくとも２つの消費電力値を記憶する手段と、 その複数の消費電力値を用いて前記プロセッサの消費電
   力値を計算する手段と、 を有することを特徴とするパワーシミュレーション装
   置。
2. 【請求項２】 プロセッサ上で実行される実行プログラ
   ムが実行された時の消費電力値をシミュレーションによ
   り求めるパワーシミュレーション装置において、 前記実行プログラムを入力し、その実行プログラムのト
   レース情報を生成するトレース手段と、 このトレース手段で生成されたトレース情報を入力し、
   前記実行プログラムのストール情報を検出するストール
   情報検出手段と、 このストール情報検出手段にて検出されたストール情報
   を用い、ストール情報を考慮した消費電力ライブラリか
   ら前記実行プログラムの消費電力値を算出する消費電力
   算出手段と、 を具備することを特徴とするパワーシミュレーション装
   置。
3. 【請求項３】 所定の実行プログラムを実行するプロセ
   ッサ部と、 前記所定の実行プログラムを保持するメモリ部と、 前記所定の実行プログラムの一部を保持する命令キャッ
   シュ部と、 を備えたコンピュータシステムにおける消費電力値をシ
   ミュレーションにより求めるパワーシミュレーション装
   置において、 前記実行プログラムを入力し、その実行プログラムのト
   レース情報を生成するトレース手段と、 このトレース手段で生成されたトレース情報を入力し、
   前記実行プログラムが前記メモリ部若しくは命令キャッ
   シュ部のいずれに保持されるかの情報を含むストール情
   報を検出するストール情報検出手段と、 このストール情報検出手段にて検出されたストール情報
   を用い、メモリ部に保持される場合の消費電力及び命令
   キャッシュ部に保持されている場合の消費電力を含むス
   トール情報を考慮した消費電力ライブラリから前記実行
   プログラムの消費電力値を算出する消費電力算出手段
   と、 を具備することを特徴とするパワーシミュレーション装
   置。
4. 【請求項４】 プロセッサ上で実行される実行プログラ
   ムに含まれる命令が実行された時の消費電力値につい
   て、コンピュータによるシミュレーションにて求めるパ
   ワーシミュレーション方法において、 コンピュータに、前記プロセッサがストールするか否か
   で前記命令毎に少なくとも２つの消費電力値を記憶する
   ステップと、 コンピュータが、その複数の消費電力値を用いて前記プ
   ロセッサの消費電力値を計算するステップと、 を有することを特徴とするパワーシミュレーション方
   法。
5. 【請求項５】 プロセッサ上で実行される実行プログラ
   ムに含まれる命令が実行された時の消費電力値をシミュ
   レーションにより求めるパワーシミュレーションプログ
   ラムを記憶した機械読み取り可能な記録媒体において、 コンピュータに、前記プロセッサがストールするか否か
   で前記命令毎に少なくとも２つの消費電力値を記憶させ
   るステップと、 コンピュータに、その複数の消費電力値を用いて前記プ
   ロセッサの消費電力値を計算させるステップと、 を実行させるためのパワーシミュレーションプログラム
   を記録した機械読み取り可能な記録媒体。