チュートリアル - FPGA デザイン入門

Modified by by Admin on May 10, 2019

Altium の Innovation Station は、Altium Designer と Desktop NanoBoard の組み合わせにより、FPGA デザインのデザイン入力、インプリメント、テスト、デバッグをリアルタイムに行う為の技術を提供している強力な組み合わせです。

Altium の Innovation Stationにより、エレクトロニクス製品の差別化に注力していただけるようツールで吸収できる点はツールで管理できます。そして、プロセッサや組込みソフトの世界を実現する上で Desktop NanoBoard の FPGA を実際に動作させ検証することが非常に有益です。

このチュートリアルでは、プロセッサを使用せずに Desktop NanoBoard の LED を右から左、左から右へとリレーさせるカウンタベースのシンプルなデザインを行っていきます。このチュートリアルを実施していく上で、FPGA の基本的なデザインフローの知識もあわせて習得できます。

  • Altium Designer で FPGA プロジェクトを作成し、回路図ベースの論理設計を行います。
  • 自動設定機能を使用し、FPGA ドータボードを対象に設定します。
  • コンパイル、論理合成、ビルド(配置配線)、対象 FPGA へデータの書き込みを含んだ工程を実行します。
  • HDL のシンプルなカスタムロジックを含んだ階層設計を行います。
  • 仮想測定器を使用し、実機検証します。

このチュートリアルでは、シンプルなツイストリングカウンタ(図1)をサンプルデザインとして使用します。この同期カウンタでは、論理後段の出力を反転し、論理前段に入力しています。個別のフリップフロップではなく、Altium Designer のライブラリで予め用意されているシフトレジスタを使用します。このチュートリアルで使用可能な回路図ファイルは、Altium Designer インストールディレクトリ内 \Examples\Tutorials\Getting Started with FPGA Design フォルダにあります。この Example ファイルを参考にすることも出来ますし、使用することでいくつかの手順をスキップすることもできます。


図1. プロセッサを使用しない、シンプルなツイストリングカウントです。

Desktop NanoBoard 上の基準クロックを同期クロックとして使用します。カウンタの出力は、NanoBoard 上の LED に表示させます。

デザイン上では、NanoBoard 上に搭載されているリソースを使用するために下記論理を追加します。

  • 方向指示 – カウントが左から右へ、右から左へ NanoBoard 上の DIP スイッチにより方向の切り替えを行います。
  • 停止制御 – NanoBoard 上の DIP スイッチにより、カウントを止めたり再開させます。
  • クリア制御 – NanoBoard 上の 'DAUGHTER BD TEST/RESET' ボタンを押すことで、全ての LED を Off にするようにカウンタ出力をクリアします。

シンプルなカウンタデザインを完成させる為に各工程を下記リンク先よりご覧ください。

さらに

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