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Tang Nano 4K 開発環境構築(Win10)

はじめに

FPGAの評価環境が2000円ほどで、手に入ってしまうということでひそかに話題になっている。
深圳にある矽速科技有限公司(以下SiPEED)社で製造販売されている、「Tang Nano 4K」FPGAボードを入手したので早速動かしてみた。秋葉原のShigezoneさんで税込\1,980で購入可能になっている。

Tang Nano 4K 概要

IMG_8999_M.JPG

  • GOWIN GW1NSR-LV4CQN48
  • Arm Cortex-M3
  • Camera If Input(Built in OV2640) & HDMI Video Output

デモ動作

ボードに電源(USB Type-C 5V)を供給し、HDMIケーブルで適当なモニターに繋ぐとテストパターンのようなの数種類がサイクル表示されて停止する。

IMG_9002_L.JPG

IMG_9003_L.JPG

開発環境構築

デモが動いたら、開発環境を構築してサンプルロジックを動かしてみる。

1.EDAインストール

以下URLよりWin用をインストールする。
http://www.gowinsemi.com.cn/faq.aspx
image.png
※今回は確認時点(2021/10/24)での最新版(V1.9.8)を使用した

結論だけ先に書くと、EDA(V1.9.8)に於いてSRAMからの起動は行えるが、フラッシュへの書き込みに失敗する。
フラッシュに書き込むためには、面倒だがEDA(V.1.9.3.02)に含まれるProgrammerを使用する必要がある。
合成や配置配線は問題なくEDA(V1.9.8)でも実行可能。ただたんに書き込みだけに失敗する。
旧バージョン以下URL(ユーザー登録が必要)
https://cdn.gowinsemi.com.cn/Gowin_V1.9.3.02Beta_win.zip

インストールは画面の手順に従って進める。インストール途中でオンボードダウンローダー(FPGA書き込み)用のドライバのインストールの確認を要求されるので、チェックを入れる。

2.ライセンス設定

ソフトを起動し論理合成するためには、Synopsysのライセンスが必要になる。設定方法は2種類が提供されている。

  1. Stand-Alone
  2. SiPEEDライセンスサーバー(Network activation)

1.はPCのMACアドレスを連絡してライセンスファイルを取得する。今回は、簡単な2.の方法で設定した。
image.png

初回起動時にLicense Configuration画面が表示される。
Use loating License Serverを選択し、画像の通りアドレスとポート番号を入力する。Test ConnectionボタンをクリックしてSuccessと表示されれば認証完了となる。Saveボタンをクリックして認証画面を終了する。

3.EDA起動

正常に認証されていればStart Pageが表示される。
image.png

4.サンプルプロジェクトの読み込み

サンプルプロジェクトはSiPEEDのGitHubより入手可能。
https://github.com/sipeed/TangNano-4K-example

  • led_test/project
  • dk_video/project

Lチカ(ボード内臓)とカメラテストの2種類が準備されている。
ひとまずカメラテストを読み込んでみる。
FileOpenより\dk_video\projectにある"dk_video.gprj"を開く。
正常に読み込まれるとDesign Summaryが表示される。
image.png
サンプルプロジェクトには "デザイン(Verilog)ファイル" と "制約(Constraint)ファイル"が含まれる。

5.論理合成

左下のペインにあるProcessをクリックして、Synthesizeの右クリックメニューでRerun Allをクリックする。しばらくして緑色の☑がつけば正常終了している。
image.png
エラーがある場合、下ペインのConsoleに表示される。

6.配置配線

5.同様にPlace&Routeの右クリックメニューでRerun Allをクリックする。しばらくして緑色の☑がつけば正常終了している。
エラーがある場合、下ペインのConsoleに表示される。

image.png

フラッシュに書き込むためにはEDA(V.1.9.3.02)に含まれるProgrammer使用する必要がある
image.png
image.png
書き込みが正常に終了すると以下のように出力される。
image.png

7.動作確認

起動すると元々のテストパターンと同じようなものを表示し、カメラ入力をHDMIに白黒表示します。

8.最後に

カメラテストがなんでカラーじゃないのとか思ってしまいましたが、自分で調べていろいろ改良してくれという感じなんでしょう。すべてオンボードで出来るし、これだけのロープライスですごいことになってると思います。

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