tomo’s Electrical Mechanical Lab

すんません。早とちりしすぎました。

FPGAってICがあるんですよ。今巷で噂ですね。主にニコ技内で、、、

いやいや、日常生活面でも結構増えてきてますよ。

ってことは置いといて、

FPGAってのは、内部を書き換えられるICなのです。簡単に言うと、「デジタル回路講座」とかでやったようなANDとかORとかNANDとか、それがたくさん入ってて(ここまでは普通のマイコンと同じ)、それらを自在にユーザーが操れます。

ココまでの話ならば、「まあ、モータードライバのデコード程度にちょっと使おうか」とか「7セグデコーダ程度に使おうか」とかその程度しか用途が思い浮かばないと思います。

ふふふ、、、あまいあまい

マイコンなんかもFPGA内に作ることができる!!

これ聞いたらFPGAのこと無視できないでしょ。

しかも、自分で好きな機能を好きなだけ付加することができる!!

どういうことか、

前述の通り、内部を自由に書き換えれるので、CPUのコア入れて、そのCPUにはキャッシュを8k入れて、ついでに自分で作ったカスタム命令も入れて、USB I/Fを入れて、メモコンを入れて、I2Cを3ch入れて、UARTを6ch入れて、、、っというレベルで書き換えできるのです。

ポイントは

好きな性能のCPUをチョイス

自分で設計したオリジナルCPUもチョイス可能

オリジナルのカスタム命令をセット可能

メモリマップ、ペリフェラルも好きな分だけチョイス

これだと、必要な機能を持ったマイコン探しに時間を掛けなくて済みますね。また、必要ないピンの処理に困ることもありませんね。

でも、こんなに自由だと設計するの大変なのでは？

そんなことありません。

AlteraってFPGAベンダーなら簡単(私はここをものすごく推奨)。

GUIベースの画面でマウスを使って楽しく作れます。

で、このAlteraが自社FPGA用に開発したCPUがNiosIIです。

性能の悪い物から順にNiosII/e,NiosII/s,NiosII/f。でも、NiosII/eでも十分すぎる性能が出る。NiosII/fで最高速はSH-3並だとか、、、あ、ちなみに、デュアルコアだろうがクアッドコアだろうがリソースが許す限り構成可能。

ただ、良いことばかり見えても悪い面もある↓

・消費電力が普通のマイコンに比べ高め。

・最低必要部品が多い。FPGA本体＋パスコンたくさん＋コンフィグROM＋JTAGダウンローダー＋メモリ(無くても良いが結構キツイ)

・性能比で見るとよほど高性能マイコンでない限りFPGAの方が割高

・必ずしもタダで全てのIPが使えるというわけではない

何はともあれとりあえずはAlteraのHPへ行きましょう。

ザイリンクスユーザーの方ごめんなさい、、、

気になるようであれば、ザイリンクスってベンダーと、Latticeってベンダーも紹介しておきます。

いろいろ調べたのでバックアップ。

今まで勘違いしてたけど、NiosIIにはライセンスが必要。しかし、ロイヤリティは不要。

要は、一回IP代払っとけば後は使い放題ってことです。

で、ここらへんが結構ややこしい。

まず、

NiosIIにはNiosII/e,NiosII/s,NiosII/fの三つのグレードがある。

そのうち、NiosII/eはライセンス、ロイヤリティともに不要。要は、タダで使いたい放題。コンフィグROMに焼くことも可能。

しかーし、NiosII/s,NiosII/fはライセンス必要。つまり、本格的に使いたければお金がかかる。その本格的にってのは、論理合成したデータをROMに焼くまで。じゃあ、本格的ではなかったら？それはタダで使える。

つまり、

NiosII/e→何しようがタダ

NiosII/s,NiosII/f→コンフィグROMに焼くならライセンスが必要。でも、データをFPGAにダウンロードならタダでできる。FPGA内にとどめることしかできないからFPGAの電源を切らなかったらデータはずっと残ったまま。(もちろんライセンスってお金かかりますよ)

まあ、評価ボードとかで軽く練習、程度なら困ることはありませんね。ロボットに載せるとか、オリジナルFPGA基板でニコ技的な何かを作るとか、そんなのだったらライセンスは欲しいところ。

IPってムズカシイ。でも、製作者さんの製作物を尊重する面でもちゃんと勉強しておきたいものです。