tomo’s Electrical Mechanical Lab

で、まあ、前回みたいな感じでハードは終わり。

中身ですね。中身はブロックダイアグラムかHDLでかきます。

ブロックダイアグラムというのは、その名の通り、ブロックのダイアグラムです。回路図を書くようりょうでFPGAの内部を作っていきます。

一方、HDL(ハードウェア記述言語)は一種の言語です。そのうち、VHDLとVerilogHDLがあります。どちらも言語には変わりないのですが、文法は全然違います。どちらがいい？っと言われると、、、人によるのでは？

で、そこら辺のことはAlteraのQuartusがやってくれます。ダウンロードまで。

と、ここまでいろいろ語ってきましたが要はFPGAは何がいいかというと

中身が自由

ピン配置も自由

ってことです。ピン配置自由なのでかなり基板がきれいに出来ます。

ここまでいろいろ語ってきましたがそもそもFPGAって何って方がおられると思うので、いろいろ語ります。

FPGAとは何でも出来る夢が詰まったICです

なぜなら、FPGAというICは内部構造を好きに書き換えられます。ってことは、自分オリジナルのICが作れるってことです。ってことは、自分がやりたい処理専用のICが出来るってことです。ほら何でも出来るでしょ♪(もちろんFPGAの性能で制約はあります)

で、これと同じようなやつでCPLDって奴がいます。

どちらもPLDと言うグループの中にあります。その中で分類すると

FPGA:大規模だがコンフィグROM必要。

CPLD:小規模だがコンフィグROMいらず。

コンフィグROMってのはPLDの内部データをいれとくROMのことです。マイコンで言うプログラムROMみたいなもんです。

僕はAltera信者なんでAlteraで説明すると

FPGA:

Cyclone/CycloneII/CycloneIIIがある。コンフィグROMはEPCSってのを使います。

CPLD:

MAX/MAXIIです。これ単体で動作

で、問題は書き込み。内部データをパソコンからダウンロードする場合に、もちろんダウンロードケーブルを使います。で、そのダウンローダはByte BlasterMV/Byte BlasterII/USB Blasterってのがあります。USB Blaster以外はパラレルポートで接続ww

パラレルポートついてるパソコンなんてそうそうお目にかかれませんよww

ちなみにUSB Blasterは40000円ぐらい。互角品が10000円ぐらいです。ま、これ一台でNiosのデバックも出来るなら安いもんですけど、学生の身分ではもちろん高い買い物ww

で、解決策

Byte Blasterは両方とも自作可能。で、USB BlasterはMAXを使ってます。要するに、Byte BlasterでMAXにUSB Blasterのデータを書き込む、っと言うわけです。だれかにパラレルポート借りてくださいww

もしくは

マイコンなんかでエミュレート。しかし、こちらはソフトで実現してるので遅いようです。

もしくは

PCカードーパラレル変換ってのが10000円ぐらいで売ってるっぽい。でもこれ買うならUSB Blasterでしょ。

って名感じで何とかするしかありません。

はいGPUについてです。へぼいマイコンでもPSPのLCDを動かせるようにできるだけアクセラレータ使います。

まずは、機能の整理

：通常コマンド

・文字生成&サイズ指定&その場所&文字の色

・図形生成&座標指定&色指定

・レイヤー操作

：特殊コマンド

・ウィンドウ生成

・拡張動画命令

はい。かっこよさそーな名前がズラリww

必要なハードは

SRAM4Mbits

SRAM or SDRAM(容量は未定。どの程度の演算をさせるかによる)

FPGA(Cyclone)

はい説明していきます。一番上の二つは特になし。三つ目のレイヤー操作、というのは、文字や図形を重ねたときに、どちらを上に持って行くのか、とか色は加算or乗算orオーバーレイ、とか、レイヤーを消すとか、レイヤーを動かすとか、を決めるコマンドです。よって、文字や図形にはすべてレイヤー番号を指定していくわけです。ウィンドウ生成は、GPUに内蔵さしたウィンドウの画面を描写さすだけです。もちろんサイズ指定で。動画拡張命令はマイコンから動画情報orSDからの動画再生の場合の支援機能です。一応書いときます、が、使うかどうか不明。

もちろん、英字、数字、記号は全てASCIIコード内蔵です。さすがに漢字はちょっと、、、

で、描画時のコマンドは

：文字

\レイヤー番号:A 座標(x,y) 文字サイズ(z) 文字色(RGB) 文字内容(……)

:図形

\レイヤー番号:A 番号座標(x1,y1) (x2,y2) (x3,y3),,, 色(RGB)

:レイヤー操作

\コマンド名(削除、移動、合成) 対象レイヤー(:A) 各種コマンド(移動なら移動座標x,y , 重ねるならどういう方法で重ねるか)

:ウィンドウ生成

\ウィンドウ名(:W) ウィンドウサイズ(x,y) ウィンドウ配置場所(x,y)

:動画支援

\再生動画(…)

夢が大きくていいですww

出来るかどうかわかりませんががんばります。ってかもうロボでやることこれしかないしww

アイデアふくらましてます。

今日はGPUについて。

具体的にどうするか。画面データ(ビットマップ形式)を送らず、数値情報(主にベクトル)を解析して画面に出力させます。

まずそのために必要なメモリ。

画面用SRAM4Mbit

演算、データ蓄積用SDRAM

ここで、後者をSDRAMにしたのはただ単に安いからです。IPはいくらでもありますし、そこまで速度が必要というわけでもないので。

で、まずは、SDRAMからのデータを引っ張りまくる→アクセラレータで演算して、その結果をSDRAMに保存→ある程度貯まったらSRAMに放出。で、画面更新完了。この更新速度なんかは全てコマンドで操作できるようにする。つもりです。

描画コマンドは、文字生成＆サイズ指定＆その場所、ウィンドウ生成、図形データを直入力、レイヤー合成、、、ぐらいを考え中。

いやー、大変そうですけどおもしろそうですよね。僕はただ単にFPGAとVerilogで遊びたいだけです(遊びの範囲を超えてるような、、、)。

で、もちろんSOPC Builderで使えるようAvalon-Busに対応させます。

ほら、マイコン+FPGAになるはずだった物がFPGA一つに♪。しかも小型化＆バスの速度というボトルネック解消ww

それと、オリジナルのI2C I/Fについて。

ピンは、CK,IN-DATA[0..6],Adress[0..6],OUT-DATA[0..6]にしようと思います。で、ACK取得は無視or自動化。CKは常にいれます。Adressに値をいれてるときにそのアドレスのデバイスと通信。IN-DATAでレジスタ値入力→OUT-DATAからスレーブからのデータがざくざく出てくる。

っとうまくいくように作ります。(正直、I2CなどシリアルインターフェースはFPGAの苦手中の苦手分野なんですけどね。低速だし、使う物なんで一応作ります)

いやー口で言うのってホントに簡単ですねww

昨日ブログにテキトーに書いたことが実現しました。SOPC Buildereをこそこそいじってたらなんかコアがもうできてしまいましたww

Alteraすげえよ

なんでクリックだけでCPUができんだよww

今日、Cortexが絶望的な状況になって、戦意喪失してるときにこそこそやってある程度気力回復。

あーあ、もうARM WorldなんかやめてAltera World構築しようかなーww

でも、ロボカップのロボ製作が一段落したら後輩と一緒にFPGA修行の旅に出てくると思います。

さ、さっさとロボ作ってFPGAにあけくれよ。