ハードウェア／ソフトウェア協調設計とは？はーどうぇあ／そふとうぇあきょうちょうせっけい
ハードウェア／ソフトウェア協調設計とは、どの機能を回路で作り、どれをプログラムで作るかという切分けそのものを設計対象に据え、実機ができる前にモデル上で妥当性を評価しながらハードとソフトを同時に進める手法。性能・コスト・消費電力の配分を早い段階で決め切ることを狙い、切分けの誤りが基板の作り直しへ波及するのを避ける。
最終更新：2026-10-06
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ハードウェアを作ってからソフトウェアを載せる順序では、性能不足や機能分担の誤りが判明するのは基板が出来上がった後になる。その時点で切分けを変えれば基板の作り直しになり、日程も費用も跳ね上がる。切分けそのものを検証対象に引き上げ、実機が無い段階でモデル上で評価してしまうというのがこの手法の要点である。シラバスでも機能分割とトレードオフ分析は設計工程の中核に置かれており、実装技術ではなく判断の技術として問われる。
具体例
画像フィルタ処理を専用回路へ、パラメータ制御をソフトウェアへ割り当てたうえで、命令セットシミュレータとRTLシミュレーションを協調させて全体を動かし、フレームレートとメモリ帯域を実機前に見積もる。MathWorksのSimulinkでモデルを作り、HDLコード生成とソフトウェア実装へ分岐させる流れも同じ考え方に立つ。
試験での引っ掛け
「ハードを先に作ってからソフトを載せる」従来手法との対比で問われ、並行開発が目的ではなく、切分けの妥当性を早期に検証することが本質である点を外さないこと。答案では、何をハードへ寄せると何が改善し、代わりにどの自由度を失うかまで書き切る。切分けを後から動かせるかどうかは、FPGAを使うかASICで固めるかの選択にも連動する。
関連用語
出た過去問
出典：平成28年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問21（IPA）
組込みシステムにおけるハードウェアとソフトウェアのコデザインの説明として適切なものはどれか。
正解：ハードウェアとソフトウェアの切分けをシミュレーションによって十分に検証し、その後もシミュレーションを活用しながらハードウェアとソフトウェアを並行して開発していく手法
要点：コデザインはハード・ソフトの切分けを検証しつつ並行開発
コデザインは、どの機能をハードウェアで実現し、どこからをソフトウェアで担うかという切分けそのものを設計対象とし、シミュレーションで妥当性を確かめながら決めていく手法である。切分けが固まった後も、実機ができる前からシミュレータ上で両者を突き合わせて検証できるので、ハードとソフトを並行して開発でき、開発期間を短縮しつつ手戻りを減らせる。
出典：令和2年度 10月試験 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問20（IPA）
組込みシステムの開発における、ハードウェアとソフトウェアのコデザインを適用した開発手法の説明として、適切なものはどれか。
正解：ハードウェアとソフトウェアの切分けをシミュレーションによって十分に検証し、その後もシミュレーションを活用しながらハードウェアとソフトウェアを並行して開発していく手法
要点：コデザインはHW/SWの切分けを検証しつつ並行開発する
コデザイン（協調設計）は、システムの機能をハードウェアで実現する部分とソフトウェアで実現する部分に分ける切分け（パーティショニング）を、シミュレーションによる評価を通じて早い段階で決める手法である。切分け後もモデル上で両者を協調検証しながら並行して開発を進めるため、実機ができるのを待たずに問題を発見でき、開発期間を短縮できる。単に開発を分担したり外注したりすることとは異なる。
出典・参考
公式シラバスの7 組込みシステムの設計・開発 ＞ 7-4開発期間とコストを考慮した実現機能の検討に掲載されている用語です。
解説は資格暗記が独自に作成しています。過去問の出典は各問題に記載のとおりです。