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FPGAボードを触りたい

ブログでやれ

そうだ!FPGAボードを触ろう

学校で環境全て構築されてる状態でSFL書いて画像処理回路は作った。
せっかくなので最初からやりたい

FPGAボード手に入れよう

FPGAボードは市販されてるらしい。
メーカーはAltera(アルテラ)とXilinx(ザイリンクス)の二強でAlteraの方がポピュラーっぽい
AlteraにはCycloneとかMax10がある何が違うのさ
それを乗っけたボードがあるし,同じ名前なのに新旧あったりわかりづらい。おまけに高い。なんだよ4万って。僕のスマホの3倍の値段じゃん。助けてドラえもん
教授「はい,どうぞ」
2016-10-17_22h08_01.jpg
CX-Card4
やったぜ,おまけに日本のメーカーだ。取説が日本語なのは疲れなさそうだ。おまけに「かんたん回路設計対応」とか書いてある。とても嬉しい。

FPGA怖い

教授「適当に扱うと壊れるよ」
ハンダづけミスったりとか,ネジ落としたりとかですか?
教授「いやPCから入出力の設定を間違うと本当に壊れるよ」
え,なにそれこわい。そしてこのボードの価格は?
教授「10万」
それを設定一つミスると
教授「壊れる」
FPGA怖い

開発環境を整える

CX-Card4のサイトを眺める
2016-10-17_22h10_07.jpg
ほーん,なるほどな(わかってない)

2016-10-17_22h11_51.jpg
お,RefApp7ってのがいるんやな。よくわからんけど。
どこでDLできるんや?(1時間後)
DLリンクないやん,嫌がらせかな。
おまけにこのサイトTableレイアウトやんけ・・・。
メール送れば実行ファイルくれるんかな。いやまてよ?
教授ー,ディスク付属してませんでしたか?
会議中
しゃぁないあとやな。

2016-10-17_22h16_01.jpg
お,Quartus Prime Lite editionっての使えばいいんやな
プログラミングでいうVisualStudioみたいなもんかね。
タダだしえぇやん。DLしよ。
(垢作れとか住所入力しろとかデカイファイルをダウンロードする専用ツールいれたり,くっそ長いインストールとかがあって)
ようやく完了したわ,起動しよ

Quartus Prime Liteを起動する

2016-10-17_22h24_49.jpg
ありすぎぃ!どれ起動すればええねん。
とりあえず一番下のQuartus Prime 16.0がそれっぽいので起動する。

ライセンス認証がどうのとか言われたけど適当にいなす
2016-10-17_22h29_34.jpg
ボタンありすぎぃ,とりあえずnew projectで
2016-10-17_22h30_41.jpg
へぇ(読んでない)
2016-10-17_22h32_07.jpg
プロジェクト名な。適当に
2016-10-17_22h32_55.jpg
お,テンプレートあるんか。でも日本メーカーのボードがテンプレートにあるか?ないだろうね。空プロジェクトで

2016-10-17_22h34_28.jpg
はいわからん詰み

2016-10-17_22h35_15.jpg
あ,Boardタブがある。ここにCyclone4EつんだCX-Card4があれば

2016-10-17_22h36_10.jpg
はい詰み

は~マジ日本のメーカーってこういうときにつらい
付属ディスクにいい感じの何かがあることを祈る

2016-10-17_23h00_27.jpg
しょうがない,Alteraのサイト眺めるか。
「これを見ればできるFPGA設計無料」
完璧やん,みよ!
→リンク切れ(トップページへ飛ばされる)
・ω・うーんこの

SFL/NSLの歴史?

SFL:NTTが作った世界初のハードウェア記述言語
NSL:SFLを改良したもの,オーバートーン社が管理販売
2016-10-17_22h51_44.jpg
http://www.overtone.co.jp/

NSL環境を作る

ダウンロードするには個人情報書き込んだらメールでDLリンクが自動返信される方式
2016-10-17_22h54_45.jpg
リンクを全部DLしてzip内startup.batを実行すると
linux仮想環境が起動する,あとすごく親切なチュートリアルがついてる,ソース付きで,初回なんて10行ですよ。Quartusもこれくらい親切なのだったらいいのに。そのチュートリアルPDFには清水尚彦著とかいてる。

Quartusの本を探す

2016-10-17_23h04_20.jpg
(上はリンクではない)
埒が明かないので,本に頼ることにする。古いのが気になる。Quartus PrimeではなくIIなのも気になる。
けど他に良さそうな本が見つからないし,これを読むぜ

図書館→ない。県立図書館→ない。市立図書館→ない。詰み
助けてドラえもん
教授「注文したで」

注文待ち←いまここ

暇なので売店の本屋を覗く

2016-10-17_23h38_33.jpg
雑誌が売ってた。2016年4月発売なのに10月現在までおいてある。
4500円なんだけど,SRAMや端子,書き込み用ICも別売。
USBBlasterを持っている上級者は手持ちのパーツをくっつけて,初心者は課金する方式。
HDMIや音やUSB入出力の別売パーツをつけると2万円になる。やすいのか高いのかよくわからん。ディアゴスティーニかな。
本は立ち読みした。お金ないので。そしてざっくりと開発の流れがわかった。

便利なサイト

あとで知った。アルティマ技術データベース(旧EDISON)
http://www.altima.jp/members/p1-literature/1-software/1-altera/1-q2/index.cfm#q2_flow
EDISONから名前を変えたのは,IntelがEDISONというプロセッサ作ってSEO的不利を考慮してかな。

今回遭遇した単語

  • Altera,Xilinx :FPGA2大メーカ,あくまでFPGA本体のメーカでボードや言語の会社ではない。intelとamdみたいなものかね
  • Quartus Prime Lite: Altera用開発環境無料。一つ前はQuartusIIというものだった。
  • Model Sim シミュレーションするツール。波形みれる。
  • NiosII AlteraのFPGA上で作れるCPU。それラズパイやマイコンでよくね? 専用のCプログラムかけるエディタ付属。オープンソースなOpenCoreってのもあるってきいた。あれ,じゃぁ講義で頑張ってCPU作ったのなんだったのさ。車輪の再発明は学習のために大事
  • PinPlanner:Quartusから起動できる。verilogの合成が完了したら,入出力をFPGAのPinにわりあてるためのツール。ここをミスると爆発するって本当?
  • プログラミング:まずFPGAは揮発性で(初めて知った),電源を落とすと回路が消滅する。そこでromに回路データをいれて起動と同時にFPGAに取り込むという方式。このROMに書き込むことをプログラミングという。
  • コンフィギュレーション:回路をFPGAに書き込むこと。ROM→FPGA,PC→FPGAのどちらの場合も指す。後者は電源消すと消える。
  • JTAG:FPGAに回路かくための端子?USBブラスターを使うらしい
  • SRAM:使い勝手の良いメモリ。基本的にFPGAにはメモリが内蔵されてないので,このSRAMを外付けして使う。
  • MAX10:ところがどっこいSRAM内蔵したのがこのMAX10。便利やな。
  • PLL:好きなクロックを作れる素敵な奴。
  • .tcl:よくわかってない,Pin入出力が設定されたファイル?
  • .qpf:Quartus用プロジェクトファイル
  • .rbf:FPGAに書き込む生データ。winでいうexeみたいな?
  • .ttf:rbfをテキストにしたもの
  • .sof:rbf亜種
  • .pof:rbf亜種 ROMに書き込むためのファイル
  • USBコントローラIC:
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