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FPGAマガジン No.18


FPGA マ ガ ジ ン No. 18 リ ス ト 3 ReadSwitch プ ロ グ ラ ム を コ ン バ イ ル す る た め の Makef ⅱ e CC=mips-mti-e1f LD=mips-mti-e1f -mti-elf-objdump . S . 0 : ー f ー f ー f ー f # microAptiv UP makefile for M 工 PSfpga ifndef MIPS ELF ROOT $ (error endif OD=mips SZ=mips CFLAGS LDFLAGS M 工 PS ELF ROOT must be set tO point し 0 し 001kit 土 ns し a11a む 土 on r00 し ) =m14kc CSOURCES= ma 1 n . C $ (COBJECTS) ー 0 FPGA Ram . elf $ (LDFLAGS ) $ (AOBJECTS ) FPGA RAM : $ (AOBJECTS ) $ (COBJECTS ) AOBJECTS=$ (ASOURCES : . S= . 0 ) COBJECTS=$ (CSOURCES : . c= . 0 ) a11 : FPGA RAM OC=mips-mti-e1f-Objcopy -mti-elf ー 01 ー 9 ー S 1 Z e -EL -c -msoft-float —march -EL -msoft-float -march 引 S Z ) 引 OD ) 引 OC ) FPGA Ram . e1f - D ー S -1 FPGA Ram . e 1 f > FPGA Ram dasm . txt ー D FPGA Ram . e 1 f > FPGA Ram modelsim . し x む ー 0 s re c F PGA Ram . r e c =m14kc -WI , -Map=FPGA_Ram map . txt # Set up the link addresses for a bootable C program on M 工 PSfpga FPGA Ram . e1f $ (CFLAGS) $< $ (CFLAGS) $ く LDFLAGS + = ~ 中 略 ~ # Set the LDFLAGS + = ASOURCES= boot . S ー T uhi 3 2 . 1 d entry po 土 n む し 0 the ー WI ー ー e ′ Oxb f c 0 0 0 0 0 true hard ー re S e に address rm rm rm rm rm rm rm FPGA Ram dasm . txt FPGA Ram modelsim . し x し FPGA Ram map . txt FPGA Ram . rec FPGA Ram . elf ☆ . 0 -rf MemoryFi1es し (-msoft-float), ま た M14K MIPS ア ー キ テ ク チ ャ を タ ー ゲ ッ ト と す る こ と を 指 示 し ま す . ス タ ッ ク な ど が メ モ リ の ど こ に 置 か れ る か を 示 し て い (LDFLAGS + = ・ ・ ・ ) は , プ ロ グ ラ ム , プ ー ト ・ コ ー ド , に ロ ー ド さ れ る か を 示 し ま す . LDFLAGS の 続 き プ ー ト ・ コ ー ド , デ ー タ を , メ モ リ の ど こ に ど の よ う FPGA_Ram Ⅲ ap. に x し フ ァ イ ル は , プ ロ グ ラ ム , ク リ ン ナ ッ プ ま す . き ま す . も っ と 大 き な プ ロ グ ラ ム を 作 成 し た 場 合 に は , MIPSfpga の メ モ リ 空 間 に 簡 単 に 載 せ る こ と が で ト で , 全 体 と し て 11408 ( 0X2C90 ) バ イ ト で す . こ れ ( 0 に 初 期 化 さ れ る ス タ テ ィ ッ ク ・ デ ー タ ) は 1072 バ イ 9132 バ イ ト で , デ ー タ は 1204 バ イ ト , bss セ グ メ ン ト の サ イ ズ を 図 1 5 の よ う に 出 力 し ま す . テ キ ス ト は コ ン パ イ ル の 終 わ り に MakefiIe は , 実 行 フ ァ イ ル c) を も う 一 度 コ ン パ イ ル す る こ と も で き ま す . プ ロ ン プ ト に make と 打 ち 込 ん で , プ ロ グ ラ ム ( ma 土 n . デ ィ レ ク ト リ を き れ い に す る だ け な ら , コ マ ン ド ・ $ make clean ト の と こ ろ に , 次 の よ う に 入 力 し て く だ さ い . デ ィ レ ク ト リ か ら 消 去 す る に は , コ マ ン ド ・ プ ロ ン プ る か を 示 し ま す . コ ン パ イ ル 中 に 生 成 し た フ ァ イ ル を ン パ イ ル 途 中 に 生 成 し た 中 間 フ ァ イ ル な ど を 消 去 ) す イ ル し , デ ィ レ ク ト リ を ク リ ン ナ ッ プ ( す な わ ち , コ MakefiIe の 続 き は , ど の よ う に プ ロ グ ラ ム を コ ン パ は , MIPSfpga の 物 理 メ モ リ に 入 る こ と を 確 認 す る た こ の 数 字 を チ ェ ッ ク し て く だ さ い . め に コ ン バ イ ル 後 に 生 成 さ れ る フ ァ イ ル make を 実 行 後 は , ReadSwitches デ ィ レ ク ト リ に 次 の フ ァ イ ル が 生 成 さ れ て い る は ず で す . ・ F PGA Ram . e 1 f FPGA Ram. elf は , コ ン パ イ ル の 一 番 重 要 な 出 力 結 果 で す . ELF (executable and linkable Format) 実 行 形 式 で , MIPSfpga コ ア の メ モ リ に ロ ー ド さ れ る プ ロ グ ラ ム で す . ・ FPGA Ram dasm . txt FPGA Ram dasm. し x に は 実 行 形 式 の 逆 ア セ ン プ ル 結 果 で す . 人 間 が 読 め る text 形 式 に し た ELF フ ァ イ ル で , ア セ ン プ ラ ま た は C の ソ ー ス コ ー ド , そ し て 命 令 ア ド レ ス と 命 令 が 示 さ れ て い ま す . ・ FPGA Ram modelsim . むXし FPGA Ram modelsim. にXに は , 人 間 が 読 め る ELF :Vcd ト ー PStpga - F ndament ヨ ー 5 、 Xi ー 、 L ヨ わ 02- C 、 R20053 ー に 0 れ 25 C : \MIPSfpga_Fundament き 10 \ X i 1 inx\Lab02—C\ReadSui t0h05 > 第 ake 盟 ips - 第 ti - ・ If - 900 -EL - 第 soft - f10 t - ma 「 ch : 第 14k0 -国1. -Hap=FPGA 2 日 第 - m 己 P txt uhi -00f0 リ 第 . -_f 1 ョ も h ー ら pp _Gtart : 0X80C 32 . ld -ldi . - defc リ , fl ~ sh ー st ョ r い 0Xbf000000 ・ リ 1 . - defs リ m ~ ー st き ck : 0X80040000 - い し - def 眄 第 . ー app -9tar い 0X80000000 1 . 00000 - い 1 、 第 enor リ - size : 0X1f860 - 1 . -0.0Xbf030000 bOOt . 0 m 日 一 0.0 - 0 FPGA - Ra 第 . 01f def$ リ m . い 、 物 ー PSfpga , Fund き m ・ れ t 己 ls 、 Xilinx 、 L ョ b02- C 、 、 Re ョ dS い it ( れ 0 も ) 市 iP$ - 第 に i - ・ 一 f - Objcop リ FPGA P 第 . ・ If -0 0r00 FPG 自 - R ョ . 「 ec nips-mti-elf-objdump -D FPGA-Ra1i . ・1f ) FPGA-Ram-modeisimftxt Niips-mti-elf-objdump - 0 "S -1 FPGA—Pam.elf > FPG 自 』 己 第 - d05 ル tx に 1 1 08 1072 9132 1204 2090 FPGA Ram . 01f d ・ 0 b00 data text hex fi 10n 日 第 0 mips-mti-elf-size FPGA-Pam. を1f 図 15 6 make 実 行 時 の 表 示 例 C プ ロ グ ラ ミ ン グ と ダ ウ ン ロ ー ド & 実 行 135

FPGAマガジン No.15


FPGA マ ガ ジ ン No. 14 知 ら な い と 乗 り 遅 れ る ! XiIinx も AItera も 無 償 時 代 ! 発 売 中 FPGA マ ガ ジ ン 編 集 部 編 B5 判 144 ペ ー シ 定 価 本 体 2 , 200 円 + 税 最 新 C 開 発 ツ ー ル 大 研 究 ハ イ エ ン ド ・ デ ィ ジ タ ル 技 術 の 専 門 誌 い ″ “ 叩 市 ( 。 G ・ A ” ay 0 ・ mm 物 bie Field 0 - 」 知 ら な い と 乗 リ 遅 れ る ! 、 14 ジ ン 本 書 特 集 で は Vivado HLS の イ ン ス ト ー ル か ら , も っ と も 基 本 的 な 演 算 回 路 を C 言 語 で 記 述 し , そ れ を 高 位 合 成 し て x ⅲ nx 社 製 FPGA に 実 装 す る ま で を 詳 し く 解 説 し ま す . パ フ ォ ー マ ン ス を 上 げ る た め に , 入 力 段 や 出 力 段 に レ ジ ス タ を 挿 入 し バ イ プ ラ イ ン を 構 成 す る 方 法 に つ い て も 紹 介 し て い き ま す . さ ら に OpenCL 言 語 で FPGA を 開 発 す る こ と の で き る 高 位 合 成 ツ ー ル Altera SDK fo 「 OpenCL に つ い て も 取 り 上 げ ま す . )( ⅲ nx も A e 「 a も 無 債 時 代 ! 最 新 C 開 発 ツ - ル 大 研 究 を す ぐ , 子 版 あ り 豕 ず 0 。 0 、 0 。 。 0 , 。 0 ~ = い 0 〃 0000 第 1 章 第 2 章 第 3 章 第 4 章 第 5 章 第 6 章 第 7 章 第 8 章 誰 で も 高 位 合 成 を 使 え る 時 代 が よ う や く 到 来 ! Vivad0 HLx の 各 工 テ ィ シ ョ ン と Vivado HLS の イ ン ス ト ー ル 初 め て の 高 位 合 成 ツ ー ル V ⅳ ado HLS の 使 い 方 乗 算 回 路 コ ア の FPGA 開 発 ツ ー ル Vivado へ の 組 み 込 み 高 速 化 の た め の バ イ プ ラ イ ン 化 技 法 C 言 語 で 設 計 す る テ ィ ス プ レ イ ・ コ ン ト ロ ー ラ の 作 成 初 め て の A は e 「 a SDK fo 「 OpenCL 画 像 テ ー タ を ダ イ レ ク ト 入 力 ! OpenCL に よ る カ メ ラ 制 御 & 画 像 処 理 FPGA マ ガ ジ ン バ ッ ク ・ ナ ン バ B5 判 No. 1 ~ 13 : 定 価 : 本 体 価 格 2 , 200 円 十 税 NO. 13 NO. 12 NO. 11 NO. 10 No. 9 No. 8 N07 No. 6 No. 5 NO. 4 No.3 No. 2 No. 1 入 門 も ホ ビ ー も ピ ッ タ リ ! ワ ン チ ッ プ FPGA = MAXI 0 ARM コ ア FPGA><Linux 初 体 験 性 能 UP ! ア ル ゴ リ ズ ム >< 手 仕 上 げ HDL や つ ば り 楽 ち ん ! C 言 語 >< FPGA ハ イ レ ゾ 24 / 32 ビ ッ ト ! オ ー デ ィ オ >< FPGA ア ナ ロ ク ・ ミ ッ ク ス ! FPGAXA-D/D-A 変 換 高 速 ビ デ オ ・ イ ン タ ー フ ェ ー ス >< FPGA USB 3.0 >< FPGA 高 速 Ethernet >< FPGA 高 速 シ リ ア ル ATA><FPGA Linux/Android >< FPGA カ メ ラ >< 画 像 処 理 ><FPGA モ ー タ & ロ ポ ッ ト >< FPGA CQ 出 版 杠 http://shop.cqpub ℃ 0. jp/

FPGAマガジン No.15


ハ イ エ ン ド ・ デ ジ タ ル 技 術 の 専 門 誌 http: ″ fpga ・ cqpub ・ (。 ・ jp/ マ ジ ン リ ア ル タ イ ム 動 画 認 識 No. FieId ProgrammabIe Gate Array 車 に 農 業 ! ? A 塒 代 の チ ャ レ ン ジ ! = 山 手 の ひ ? せ る ! 飆 期 E ロ マ △ : 第 人 洋 0 ARM FPGA で 必 須 ! ロ ジ ッ ク 回 路 制 御 & バ ス 接 続 メ カ ニ ズ ム OP ア ン プ 回 路 用 最 新 ア ナ ロ グ ・ プ ロ グ ラ マ プ ル に analogram CQ 出 版 杠

FPGAマガジン No.18


FPGA マ カ ジ ン No. 18 a 色 圧 緑 る の に す っ 時 滅 ~ ロ 0 一 基 第 MAXI O-JBÄ 板 ( USB ダ ウ ン ロ ー ド ・ ケ ー プ ル 相 当 ) 0 特 集 OOODD ー も 推 す 新 オ ー プ ン ソ ー ス C--OO—> づ く り Artyfi— ド (a) ArtY7fi— ド 写 真 3 R 旧 C - V シ ス テ ム の FPGA へ の ダ ウ ン ロ ー ド 完 了 で LED が 点 減 す る ハ ズ 表 6 Artix-7 の FPGA 使 用 率 FPGA Artix-7 全 体 リ ソ ー ス 開 発 用 PC へ 開 発 用 PC 諸 物 0 MAXI 板 3 色 LED が 白 色 で 点 滅 す る (b) MAXI 0 ー FB 基 板 ( 追 加 部 品 を フ ル 装 備 し た 状 態 ) 表 7 MAX 10 の FPGA 使 用 率 FPGA MAX 10 全 体 リ ソ ー ス ロ ジ ッ ク ・ エ レ メ 8064 レ ジ ス タ メ モ リ ・ ビ ッ ト 乗 算 器 Artix-7 全 体 20800 9600 41600 50 4 (b) イ ン プ リ メ ン ト 時 FPGA リ ソ ー ス RISC-V 2695 ( 12.96 % ) 2495 ( 6.00 % ) 2 4 RISC-V 2970 ( 1428 % ) 0 4491 ( 56 % ) 2375 ( 30 % ) 65536 ( 17 % ) 8 ( 17 % ) LUT LUTRAM FF BRAM DSP 20800 9600 41600 50 (a) シ ン セ シ ス 時 LUT LUTRAM FF BRAM DSP 8064 2493 ( 5.99 % ) 2 4 387072 4 48 ち ま せ ん . ま た FPGA に ソ フ ト ・ マ ク ロ CPU を 実 装 3. 俺 々 SC - V 実 装 時 の す る と い う 意 味 で は , lntel 社 に は Nios Ⅱ が , Xilinx FPGA 使 用 率 社 に は MicroBIaze が 既 に 存 在 し , そ ち ら も 性 能 面 で は 太 刀 打 ち で き ま せ ん ( こ れ ら の CPU コ ア は 実 装 デ ノ ヾ ・ FPGA 使 用 率 の 比 較 イ ス を 選 択 し た 時 点 で , そ れ に 最 適 化 さ れ た 回 路 が 用 実 装 し た RISC - V が ど の 程 度 の 回 路 規 模 に な っ て い ロ 意 さ れ て い る の で , 同 じ ソ フ ト マ ク ロ と い え ど も , 高 る か を , FPGA の 使 用 率 を も と に 比 較 し て み ま し ょ グ い 性 能 が 出 せ る ). こ れ だ け を 見 る と , RISC-V を 採 用 つ . す る こ と に あ ま り 魅 力 は 感 じ ら れ ま せ ん . Artix-7 の FPGA 使 用 率 を 表 6 に 示 し ま す . LUT を し か し , 最 後 の 第 6 章 で 解 説 す る よ う に , ユ ー ザ 拡 約 13 % ほ ど 使 用 し て い る の が 分 か り ま す . こ の 程 度 2 張 命 令 を 追 加 す る こ と を 念 頭 に RISC-V を 開 発 す る こ の 使 用 率 で あ れ ば , Artix-7 ク ラ ス の FPGA で あ れ ば , と で , 特 定 シ ス テ ム 専 用 の RISC-V を 実 現 す る こ と が 数 個 の RISC - V コ ア を 実 装 し た マ ル チ CPU 化 さ せ る こ 3 で き ま す . こ れ ら の 拡 張 性 に 魅 力 を 感 じ ら れ れ ば , と も 可 能 で し よ う . RISC - V を 採 用 す る 意 味 は 十 分 に あ る と 思 い ま す . 次 に MAX 10 の FPGA 使 用 率 を 表 7 に 示 し ま す . RISC-V の 仕 様 書 自 体 は ポ リ ュ ー ム が あ る よ う に 見 ち ら は ロ ジ ッ ク ・ エ レ メ ン ト を 約 56 % ほ ど 使 用 し て 1 え ま す が , 実 際 に 開 発 し て み る と そ れ ほ ど の 量 で は あ い る の が 分 か り ま す . RISC - V を 1 個 実 装 し た だ け で , り ま せ ん . た だ , 基 本 命 令 セ ッ ト が 決 ま っ て い る だ け 約 半 分 を 使 っ て し ま い ま し た . マ ル チ CPU 化 す る に と 考 え れ ば , 命 令 も 拡 張 す る こ と も 可 能 な の で 性 能 は , よ り 回 路 規 模 の 小 さ い RISC - V を 作 成 す る か , サ PP ( 実 装 面 積 な ど も 含 め ) を 自 由 に 追 求 で き る RISC-V イ ズ の 大 き な MAX 10 に デ バ イ ス を 切 り 替 え る 必 要 2 CPU を 開 発 す る こ と が で き ま す . 俺 々 RISC-V を 開 発 が あ り ま す . 5 し て み て は い か が で し よ う か ? 6 App RISC-V を FPGA に 実 装 す る と , ASIC 化 さ れ て い る FreeDom な ど の チ ッ プ に は 性 能 面 で は 全 く 歯 が 立 い し は ら ・ ひ で み AQUAXIS TECHNOLOGY 45 3. 俺 々 R 旧 C - V 実 装 時 の FPGA 使 用 率

FPGAマガジン No.18


は じ め て の ス ペ ク ラ ム 解 析 FP 集 は じ め て の す ぐ , 子 取 あ り 豕 ず 000 、 0 000000 ~ = 発 売 中 FPGA マ ガ ジ ン No. 17 フ ー リ エ 変 換 で 周 波 数 特 性 ま る わ か り / ス ペ ク ト ラ ム 解 析 FPGA マ ガ ジ ン 編 集 部 編 B5 判 144 ペ ー ジ 定 価 ・ 本 体 2 , 200 円 十 税 デ ィ ジ タ ル 信 号 処 理 の 代 表 格 と 言 え ば , 高 速 フ ー リ エ 変 換 (Fast Fourier Transform, FFT ) が あ げ ら れ ま す . FFT は 応 用 範 囲 も 非 常 に 広 く , さ ま ざ ま な 信 号 処 理 で 使 わ れ て い ま す . 本 特 集 で は 今 回 の 企 画 向 け に , FFT の 変 換 動 作 の イ メ ー ジ が 理 解 で き る よ う に , ス マ ー ト フ ォ ン 用 ア プ リ ケ ー シ ョ ン を 用 意 し ま し た (Windows 版 ア プ リ ケ ー シ ョ ン も 準 備 予 定 ). ま す は こ の ア プ リ ケ ー シ ョ ン を 使 っ て , FFT と は ど う い う も の か , そ の 動 作 メ カ ニ ズ ム を ア プ リ を 動 か し な が ら 学 べ ま す . FFT の イ メ ー ジ が つ か め た と こ ろ で , 次 は C 言 語 で FFT 処 理 を プ ロ グ ラ ミ ン グ し て み ま す . ま ず は ア ル ゴ リ ズ ム 通 り に 浮 動 小 数 点 演 算 を 使 っ て 計 算 し , そ の 次 に HDL 化 を 見 越 し て 固 定 小 数 点 演 算 の み で 計 算 す る プ ロ グ ラ ム に 改 良 し て み ま す . 固 定 小 数 点 演 算 で FFT が 計 算 で き た ら , そ の C プ ロ グ ラ ム を 高 位 合 成 ツ ー ル を 使 っ て RTL に 変 換 し て FPGA に 実 装 し て み ま す . そ し て 最 終 段 階 と し て , C 言 語 で 己 述 さ れ た FFT 処 理 と 同 等 の 回 路 を , ハ ー ド ウ ェ ア の 構 造 を 考 え な が ら 最 適 な 形 で HDL で 書 き 直 し , FPGA に 実 装 し て み ま す . FFT の 応 用 事 例 と し て 特 集 の 最 後 で は , 定 番 評 価 ポ ー ド ZYBO の オ ー デ ィ オ 入 力 を 使 っ て , オ ー デ ィ オ ・ ス ペ ア ナ を 製 作 し て み ま す . プ ロ ロ ー グ デ ィ ジ タ ル 信 号 処 理 で よ く 使 わ れ る 高 速 フ ー リ エ 変 換 第 1 章 ア プ リ を 使 っ て 入 力 音 声 の 周 波 数 成 分 を 見 て み よ う 第 2 章 ア プ リ で 動 作 が わ か る ! 高 速 フ ー リ エ 変 換 の イ メ ー ジ 第 3 章 高 速 フ ー リ エ 変 換 の C 言 語 プ ロ グ ラ ミ ン グ 第 4 章 高 位 合 成 で C ソ ー ス か ら 楽 々 ハ ー ド ウ ェ ア 化 第 5 章 手 仕 上 げ HDL で 高 速 フ ー リ エ 変 換 を さ ら に 速 く ! 第 6 章 定 番 ポ ー ド ZYBO で 動 か す オ ー デ ィ オ ・ ス ペ ア ナ の 製 作 Appendix1 音 声 だ け で な く 画 像 処 理 で も 使 え る FFT Appendix2 パ ソ コ ン で FFT の 入 出 力 を 検 証 す る 方 法 プ ロ グ ラ ム 1 つ だ け で ハ ー ド も ソ フ ト も / C/C + + で FPGA No. 16 車 に 農 業 ! ? 時 代 の チ ャ レ ン ジ ! リ ア ル タ イ ム 動 画 認 識 No. 15 XiIinx も AItera も 無 償 時 代 ! 最 新 C 開 発 ツ ー ル 大 研 究 NO. 14 ワ ン チ ッ プ FPGA = MAXI 0 No. 13 ARM コ ア FPGA><Linux 初 体 験 No. 12 性 能 UP ! ア ル ゴ リ ズ ム >< 手 仕 上 げ HDL No. 11 や つ ば り 楽 ち ん ! C 言 語 >< FPGA No. 10 ハ イ レ ゾ 24 / 32 ビ ッ ト ! オ ー デ ィ オ >< FPGA No. 9 ア ナ ロ グ ・ ミ ッ ク ス ! FPGA><A-D/D-A 変 換 No. 8 モ ー タ & ロ ポ ッ ト >< FPGA N07 カ メ ラ >< 画 像 処 理 ><FPGA No. 6 Linux/Android >< FPGA No. 5 高 速 シ リ ア ル ATA><FPGA No. 4 高 速 Ethernet >< FPGA No. 3 USB 3.0 >< FPGA N02 高 速 ビ テ オ ・ イ ン タ ー フ ェ ー ス >< FPGA No. 1 Tel: ( 03 ) 5395-2122 http: 〃 shop ℃ qpub. co. jp/ CQ 出 版 杠 ・ 、 イ エ ン ド ・ デ ィ シ ワ ル を 雋 の 専 門 誌 h 明 p ” rqpubCOW ジ ン 6 0 Array 一 三 ロ CQ FPGA マ ガ ジ ン バ ッ ク ・ ナ ン バ B5 判 No. 1 ~ 16 : 定 価 : 本 体 価 格 2 , 200 円 十 税 あ り 豕 す

FPGAマガジン No.18


参 加 型 の FPGA 勉 強 会 @Vengineer FPGA デ ィ ー プ ラ ー ニ ン グ 実 践 懇 親 会 FPGA コ ミ ュ ニ テ ィ 探 索 記 FPGA コ ミ ュ テ ィ に つ い て 紹 介 し ま し た . 今 回 か ら 「 FPGA コ ミ ュ ニ テ ィ 探 索 記 」 と タ イ ト ル を 改 め ま し て , No. 17 筆 者 は 本 誌 No. 16 で 「 FPGA コ ミ ュ ニ テ ィ の ス ス メ 」 , No. 17 で は 「 続 ・ FPGA コ ミ ュ ニ テ ィ の ス ス メ 」 と 題 し て , の 最 後 で 紹 介 し た 「 FPGA デ ィ ー プ ラ ー ニ ン グ 実 践 懇 親 会 」 に つ い て 紹 介 し た い と 思 い ま す . れ FPGA デ ィ ー プ ラ ー ニ ン グ 実 践 懇 親 会 ・ 中 止 ? も し く は 日 程 変 更 ! ? 筆 者 は 勉 強 会 の 募 集 に は connpass を 利 用 し て い ま 型 な の で 当 日 の や る こ と を 決 め る 必 要 が あ り ま す . な ら 当 日 の や る こ と を 考 え ま す . 今 回 の 勉 強 会 は 参 加 い き ま す . 内 容 が 聴 講 型 な ら 発 表 者 を 見 つ け , 参 加 型 ら 会 場 の 確 保 , 内 容 ( 聴 講 型 ま た は 参 加 型 ) を 決 め て 勉 強 会 は , ど ん な こ と を や り た い の か と い う 企 画 か 事 開 催 で き ま し た . と 事 前 の 打 ち 合 わ せ を す る こ と で , ト ラ ブ ル も な く 無 で , 企 画 段 階 で 当 日 サ ポ ー ト し て い た だ け る 人 ( 2 名 ) て お け ば , 進 行 の 役 割 以 外 に は 特 に や る こ と は な い の と 難 し い 状 況 で す . し か し な が ら , 当 日 の 準 備 さ え し 工 ン ト リ し て い る の で , 中 止 や 変 更 を す る の は ち ょ っ し た . ア ヴ ネ ッ ト 社 に 会 場 を お 借 り し , 参 加 希 望 者 も の 事 情 で タ 方 ま で 参 加 で き な い こ と に な っ て し ま い ま 勉 強 会 , 実 は 募 集 を 開 始 後 , 主 催 者 で あ る 筆 者 が 諸 般 親 会 」 を 5 月 20 日 ( 土 ) に 開 催 し ま し た ( 図 1 ). 今 回 の の 後 半 で 紹 介 し た 「 FPGA デ ィ ー プ ラ ー ニ ン グ 実 践 懇 前 号 ( No. 17 ) の 「 続 ・ FPGA コ ミ ュ ニ テ ィ の ス ス メ 」 「 PYNQÆ り 」 延 長 戦 : FPGA デ ィ ー プ ラ ー ニ ン グ 実 践 懇 親 会 当 日 た け で な く 、 当 日 ま で ガ ッ ツ リ 実 す る 会 で 第 第 ・ ・ に 加 す る 方 を 優 先 し ま す ハ ッ シ ュ タ グ : 000 、 ~ ☆ ? ・ 0- プ , ク マ ー ク 楸 33 強 満 ) ~ q 掲 ー ポ ー ド 持 参 で 凹 に ガ ッ ツ リ 実 装 で き る 人 叡 ” 歳 以 上 ) デ ィ ー プ ラ ー ニ ン グ 【 も ち ろ ん 、 BNN も ) が ガ ッ ツ リ 実 要 で き る 人 棒 ~ y れ q 載 ポ ー ド 持 参 で ~ y に ガ ッ ツ リ 装 で き る 人 2 / 5 人 先 物 は 適 終 第 3 / 5 人 PYNQ 持 っ て い な い け ど 日 、 N - PYNQ を や っ て み た い 人 13 / 17 人 グ ル ー プ イ ベ ン ト 数 麸 盟 第 00 を 之 ニ 第 2 ~ 坙 ル 10 : 00 ~ 加 : 2017 / 05 / 20 ( 土 ) 感 谷 当 比 第 物 使 0 デ ン プ レ イ ス タ ワ → ! 東 京 ー 渋 谷 区 ・ 比 ・ 4T 目 20 づ を 比 を ガ ー ~ 0 : お 0 ー れ : : 50 第 第 を 第 図 1 「 PYNQ 祭 り 」 延 長 戦 : FPGA デ ィ ー プ ラ ー ニ ン グ 実 践 懇 親 会 https : //fpgax. connpass . com/even し / 52935 / す . connpass で は , 参 加 者 の 管 理 が で き ま す . 「 FPGA デ ィ ー プ ラ ー ニ ン グ 実 践 懇 親 会 」 で は , FPGA が で き る 人 と デ ィ ー プ ・ ラ ー ニ ン グ が で き る 人 に 参 加 し て も ら い た い の で , 参 加 枠 を 別 に し ま し た . 本 誌 N 。 .17 で も 書 き ま し た が , 申 し 込 む 前 に , 下 記 の 内 容 を ガ ッ ツ リ 読 み 込 ん で く だ さ い ね , と い う の が 影 響 し て , 気 軽 に 申 し 込 む こ と が で き な か っ た の で し よ う か . 翌 週 , 対 策 と し て , 「 PYNQ 持 っ て い な い け ど BNN - PYNQ を や っ て み た い 人 枠 」 を 追 加 し , 参 加 者 の 対 象 者 を 広 げ , チ ー ム 構 成 を 4 名 か ら 3 名 に し ま し た . 申 し 込 み が 終 了 し た 時 点 で の 参 加 者 は 24 名 で し た が , 当 日 ま で に 4 名 が キ ャ ン セ ル し , 当 日 2 名 の キ ャ ン セ ル で , 最 終 的 に 参 加 者 は 18 名 に な り ま し た . 18 名 を 4 つ の チ ー ム に 分 け , 10 時 30 分 ~ 17 時 は 各 チ ー ム で の 活 動 に な り ま し た . ラ ン チ の 時 間 は 決 め て い な く て , 各 チ ー ム ご と に 取 っ て も ら う こ と に し ま し た . 食 事 を し な が ら の お 喋 り も , チ ー ム 活 動 で の 楽 し み の 1 つ で あ る と 筆 者 は 思 っ て い ま す . 17 時 か ら は チ ー ム 活 動 の 成 果 の 発 表 で す . 各 チ ー ム で や っ た こ と を 参 加 者 全 員 で シ ェ ア す る こ と も 勉 強 会 で 重 要 な ポ イ ン ト で す . ・ 事 前 に お 題 を メ ー ル に て 連 絡 申 し 込 み 者 に は , 事 前 に 当 日 の 内 容 に つ い て 何 度 か メ ー ル し ま し た . 最 初 は , PYNQ と ほ ば 同 じ 構 成 の zynq XC7Z020 搭 載 の ポ ー ド で あ る Arty - Z7 に つ い て で し た . Arty-Z7 の 広 告 ( ア ヴ ネ ッ ト ) が 本 誌 N 。 .17 の 裏 表 紙 に 載 り ま し た . 価 格 は 26 , 500 円 で , SDSoC の Voucher が 1 , 500 円 ( い ず れ も 税 別 ) で す . PYNQ の 価 格 は 229 ド ル で , れ に 送 料 と 関 税 が か か る の で , Arty - Z7 の 国 内 価 格 の 方 が 安 い で は な い で し よ う か . ま た , PYNQ で は SDSoC の Voucher オ プ シ ョ ン も あ り ま せ ん で し た . 1 , 500 円 で SDSoC が 使 え る の で あ れ ば , そ れ だ け で 価 値 が あ る も の だ と 思 い ま す . 2 番 目 は , DnnWeaver と い う Xilinx ZC702 に 実 装 で き る デ ィ ー プ ・ ラ ー ニ ン グ の ツ ー ル に つ い て で す . 1 10 FPGA デ ィ ー プ ラ ー ニ ン グ 実 践 懇 親 会

小説トリッパー 2013年秋季号


ー 、 ・ 1 を 、 な 3 ト 1 気 こ ~ 、 こ こ , ー Daido Moriyama Damned no .18

FPGAマガジン No.18


FPGA マ ガ ジ ン No. 18 e7SATA-FMC ー 合 x 新 ヒ 60 今 0 ー を ・ 5 = Zyna Zynq ン シ ア ロ ・ ア ブ 丿 ケ ー シ ョ ン ・ : : SATA ー ロ ジ 、 ソ ク い コ ン ト ロ ー ラ 一 緒 に 実 装 す る 上 で は , ア プ リ ケ ー シ ョ ン ・ ロ ジ ッ ク 開 発 時 に も SATA コ ン ト ロ ー ラ の 配 置 配 線 の 影 響 や ク ロ ッ ク ・ リ ソ ー ス の 融 通 を 考 慮 す る 必 要 が あ る (a) SATA コ ン ト ロ ー ラ を ア プ リ ケ ー シ ョ ン ロ ジ ッ ク ( メ イ ン の FPGA, Zynq な ど ) に 一 緒 に 実 裝 す る 図 2 SATA コ ン ト ロ ー ラ を ア プ リ ケ ー シ ョ ン ・ ロ ジ ッ ク と 分 離 す る メ リ ッ ト ISATA ー コ ン ト ロ - ー フ FMC HDD/SSD HDD/SSD SATA ー ラ と は コ ン ロ 関 係 な く 実 装 で き る (b) SATA コ ン ト ロ ー ラ を 独 立 し た FPGA ボ ー ド に 実 装 す る FMC コ ネ ク タ 0 叮 ト な 心 0 ト . . 眥 耳 1 0 DDR3 SDRAM Spa 「 tan-6 合 32 : PO : 合 (a) 表 面 写 真 1 e7SATA-FMC ポ ー ド は 朱 ) ィ ー ツ リ ー ズ ・ ジ ャ / ヾ ン http://e-trees . jp/products/e7satafmc が , FPGA 内 蔵 高 速 ト ラ ン シ ー バ GTP を 使 っ て 接 続 す る 場 合 に は , ア プ リ ケ ー シ ョ ン 回 路 と 共 に SATA2 の デ ィ ス ク に 対 応 し て い ま す . 本 稿 で は , SATA コ ン ト ロ ー ラ を 実 装 す る こ と で デ バ イ ス と 接 の ポ ー ド に 附 属 す る 実 験 ・ 評 価 版 の コ ー ド を 元 に 続 で き ま す が , 配 置 配 線 の 制 約 や ク ロ ッ ク ・ リ ソ ー ス SATA コ ン ト ロ ー ラ の 実 装 方 法 に つ い て 説 明 し ま す . の や り く り を 考 え る と , 開 発 が 面 倒 に な る こ と は 否 め SATA は レ イ ヤ が は っ き り 分 か れ て い る た め , 他 の ま せ ん [ 図 2 (a) ]. FPGA に 移 植 す る 場 合 や , ア プ リ ケ ー シ ョ ン ・ ロ ジ ッ そ こ で , 今 回 は , Spartan-6 を 搭 載 し た SATA コ ン ク と 一 緒 に 実 装 す る 場 合 に も 参 考 に し て も ら え る の で ト ロ ー ラ 用 FPGA*— ド e7SATA-FMC( 写 真 1) を 利 は と 思 い ま す . 用 す る 方 法 を 紹 介 し ま す . e7SATA-FMC*— ド は , ・ プ ロ ッ ク ・ ダ イ ヤ グ ラ ム SATA デ ィ ス ク と 接 続 す る こ と を 主 な 目 的 と し た e7SATA-FMC の 内 部 構 造 は 図 3 の よ う な 構 成 に FPGA ポ ー ド で す . ュ ー ザ ・ ア プ リ ケ ー シ ョ ン と は 独 な っ て い ま す . 搭 載 FPGA は Spartan-6 (XC6SLX45T- 立 し て SATA コ ン ト ロ ー ラ を 実 装 で き る た め , 手 軽 (C) で す . I/O と し て SATA コ ネ ク タ と FMC コ ネ ク に FPGA で デ ィ ス ク を 使 う こ と が で き ま す [ 図 2 タ を 搭 載 し て い る の が 特 徴 で す . オ ン ポ ー ド で 2G (b) ]. ポ ー ド を 分 離 す る こ と で , 開 発 が 煩 雑 に な る ビ ッ ト の DDR3 メ モ リ を 搭 載 し て い る た め , FPGA に こ と , 速 度 を 十 分 に 活 か す こ と が で き な い と い う デ メ MicroBIaze を 実 装 し て 利 用 し た り , メ モ リ を 使 っ た リ ッ ト が あ り ま す . イ ン テ リ ジ ェ ン ト な キ ャ ッ シ ュ 機 能 付 き ス ト レ ー ジ ・ 搭 載 し て い る FPGA が Spartan-6 と 比 較 的 古 い で す 1 FPGA で も SATA デ バ イ ス が 使 い た い (b) 裏 面 103

FPGAマガジン No.18


FPGA マ カ ジ ン No. 18 ー ー 祕 い は 一 を 体 効 ・ 0 「 XkO を 物 盟 。 0 」 ・ 巧 材 .- を 麕 徴 - 物 せ -0 ( d 、 メ 心 ー 0 ) を , 、 第 , は 0 受 内 す 心 〒 を 望 0 改 ) : 0. ” 誠 物 51 仼 第 0. ・ 罅 す 一 W の 一 一 物 5 自 E ⅳ ( 物 第 精 「 朝 和 物 ー : 0 物 第 ′ 試 を ー 。 裕 第 1 ・ を を 一 鵺 : ( 糞 竈 新 物 0 を 0 R ・ ー T 編 期 5 新 T 破 を 極 ′ 日 一 : 物 4 1 師 田 01 府 直 : ル ) 第 ・ 「 - Ck'd 物 物 第 、 、 メ Re 物 蒙 、 当 01 ー (a) イ ン プ リ メ ン ト さ れ た 設 計 [ 0 t •mma Ⅳ X70 田 朝 い 衂 ~ - を 0 t 受 t 肱 当 、 0 第 は n 町 藤 0 」 e は 1 P 「 0 は ⅸ 0 加 n : C : / MIPSf 内 0 ー F 聞 damenta 村 い 1- V ⅳ 0 面 / P 「 0 第 は 一 0 面 は ね m : Artix-7 TOP m 面 ⅵ en 聞 12 : 田 ゆ 寸 息 0 』 を 取 - 、 [ 0 ・ 5 を を ( 「 0 皺 キ を - ロ x ー ロ メ ロ ビ X M ” 0 ” : ① 1 立 山 劇 - 幽 理 四 A は 「 聞 : 1 x ( 70100t ( 324 ・ 1 会 加 ー 物 A は ⅳ ・ 「 リ n : 7a10 供 ( 324-1 mcrernental com則0: ゆ w 式 N a 引 改 ( 、 Ⅷ s ) : ・ 4.91 ns T 川 “ s 改 (TNS): ・ 14911.22 Number 研 F 衂 En の 0 協 6616 (b) タ イ ミ ン グ 制 約 を 満 足 し な い 設 計 FPGA に 実 装 さ れ た 回 路 を 見 る 図 1 2 と ウ イ ン ド ウ が ポ ッ プ ア ッ プ し て , 次 の よ う に 聞 い て 波 形 を 保 こ で は No を ク リ ッ ク し , も で き ま す が , き ま す . 存 せ す 終 了 し ま し よ う . There are no implementation results available. OK FPGA へ の ダ ウ ン ロ ー ド tO launch synthesis and implementation?... Yes を ク リ ッ ク す る と , MIPSfpga の コ ン パ イ ル が 開 始 さ れ ま す . 合 成 , 配 置 , 配 線 , ビ ッ ト ス ト リ ー ム ・ M 旧 Sfpgs の コ ン バ イ ル 生 成 が 終 わ る の を 待 ち ま す . PC の 性 能 に も よ り ま す こ れ で , MIPSfpga シ ス テ ム を コ ン パ イ ル し , タ ー が , 通 常 10 ~ 30 分 程 度 か か る で し よ う . bit フ ァ イ ゲ ッ ト ・ ポ ー ド 上 の FPGA に ダ ウ ン ロ ー ド す る ル が 生 成 さ れ る と , Betstream Generation Completed bitstream (bit フ ァ イ ル ) を 生 成 す る 準 備 が で き ま し た . ポ ッ プ ア ッ プ ・ ウ イ ン ド ウ が 図 1 1 の よ う に 出 て き ま bit フ ァ イ ル は VeriIog HDL で 記 述 さ れ た MIPSfpga シ ス テ ム を FPGA 上 に 構 成 す る フ ァ イ ル で す . す . ・ FPGA に 実 装 さ れ た 回 路 を 見 る ウ イ ン ド ウ の 一 番 上 の Generate Bitstream ボ タ ン こ で , FPGA に 実 装 さ れ た 回 路 を 見 る こ と が で き を ク リ ッ ク し て く だ さ い . こ の ボ タ ン を ク リ ッ ク す る FPGA へ の ダ ウ ン ロ ー ド 5 C bht め ー 汚 Summary: ① 加 w 用 5 図 11 bits 汁 em 生 成 完 了 の ポ ッ プ ア ッ プ ・ ウ イ ン ド ウ 131

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で は , DS-5 を 起 動 さ せ ま す . し て く だ さ い . $ eclipse & 次 の コ マ ン ド を 入 力 し ば ら く す る と , ワ ー ク ス ペ ー ス ( 作 業 フ ォ ル ダ ) の 指 定 先 を 尋 ね ら れ る の で , デ フ ォ ル ト の ま ま で , "OK" を ク リ ッ ク し ま す [ 図 33 (a) ]. そ し て , ラ イ セ ン ス 設 定 に 移 行 す る の で , "Open License Manager を ク リ ッ ク し ま す [ 図 33 (b) ]. 次 に "AddLicense" を ク リ ッ ク し [ 図 33 ( c ) ] , 先 ほ ど 入 手 し て お い た ア ク テ ィ ベ ー シ ョ ン ・ コ ー ド を 入 力 し て , " Next" を ク リ ッ ク し ま す [ 図 33 (d) ]. 次 に , Network lnterface を 確 認 し , "Next" を ク リ ッ ク し ま す [ 図 33 (e) ]. そ し て 取 得 し て あ る ARM ア カ ウ ン ト を 入 力 し , "Next" を 押 す と , ラ イ セ ン ス 設 定 は 完 了 で す [ 図 33 ( f ) ]. そ の 後 , 再 起 動 を 求 め ら れ る の で , "Restart EcIipse" 0 workspace L un ( he 「 Select a workspace EcIipseP び 0 「 m 0 「 esyou 「 p 「 Oj を ( に 5 ina 「 0 旧 e 「 called 6W0 「 ksp e. (h0052aW0 「 kspace fO 旧 e 「 に 0 use fO 「 this 5 に 55i0n. 物 ome f 3 DS 丐 、 WQ 「 ks ace ロ usethisas thedefaultand d02 に お k gain B 「 OWSe... FPGA マ カ ジ ン No. 18 図 32 DS -5 を 含 め た SoC EDS 関 連 ツ ー ル は 使 用 可 能 な 状 態 を ク リ ッ ク し て 再 起 動 し て く だ さ い . 図 の よ う に DS-5 が 起 動 し ま す . こ れ で , DS -5 の 設 定 は 完 了 で す . DS -5 の 使 用 方 法 に 関 し て は File → Help Contends メ ニ ュ ー を ク リ ッ ク す れ ば オ ン ラ イ ン ・ ヘ ル プ が 参 照 で き ま す ( 図 35 ) . ま た は , http: //infocenter. arm. com/ か ら DS-5 の 説 明 フ ァ イ ル を PDF で ダ ウ ン ロ ー ド で き ま す ( 日 本 fpg ヨ@fpga・Ⅵ代 リ 飜 80X : ~ [email protected] 「 tuaIBox:—S emb Atte 「 a Embedded Command Shet1 Ve 「 sion 17.0 [ButId 595 ] [email protected] ・ Vt 「 tuaIBox:—S ( ) Manually obtain 引 i ( を nse ⅵ ~ 'VM. m. ( om web を 化 2 d お を d ) ( ) Use an existing license fite orli ( 等 汚 に 5 に Ⅳ ~ dd 「 色 5 Add 凵 ( に ns 色 on ( Od に : Sel を は the に 2 0 日 i ( 222 に 0 create fO 「 this computer Obtain ・ れ ・ w ⅱ ( ・ れ 、 ・ 語 版 も あ る ). 《 Back を 弭 第 cancel (d) ア ク テ ィ ベ ー シ ョ ン ・ コ ー ド を 入 力 ( h005 に a network interface ~ に け に license ⅷ Ⅱ be locked to ( ー 9050 network i 徹 ・ 村 ・ ( を 「 Add Li ( 0 れ 奮 0 日 ⅲ sh (a) ワ ー ク ス ペ - ス は デ フ ォ ル ト の ま ま OK を ク リ ッ ク NO Li ( 0n505 Found ARM 凵 ( 02e Manage 「 at any time 行 om に EcIipse HeIp menu. UsetheARM LicenseManagerto obtainand add ( enses. Youcanopenthe ( on 「 igu 「 ed. ARM DS ・ 5 「 eq ⅵ 「 esa お 旧 ( ense ⅲ 0 「 de 「 に 0W0 「 k. a nolicenseiscur 「 ently The new ( に e ⅷ Ⅱ be ( k に 0 one Of 町 ( omp 破 、 n ℃ 「 k i ⅸ e 「 ね ( . に is recommended に 0 sel を は a physical network i 町 ね ( 巳 The license ⅷ 、 【 op vorking 新 ~ virtualnetwork i は を 「 ね ( e iS 、 el を は を d and に 5 MAC address レ 【 町 ( ト a 部 . Remind MeLater en 凵 ( 0n50M ヨ 039e 「 . (b) Open License Manager を ク リ ッ ク cancel 日 ⅲ sh 0 「 薹 ー ARM し i ( en & 2 M き れ a92 「 View and edit ⅱ ( ・ れ 5e5 ( 0 ゆ 町 e licenses and diagnose licensing p 「 0b 厄 ms. 「 02 ゆ i0 D 9n0 式 jc を 要 し に ense 0 ⅱ 9 ⅲ No 朝 Ⅱ ど d lice い 5 色 found. selectthe t00 ⅸ i は に you intend に 0 use: NO に 00 ⅸ に 5 己 記 i ね b 厄 (e) Next を ク リ ッ ク ( on 「 u 「 e licenses and diagnose 0 ( ensi 叩 p 「 Ob 厄 ms. View and edit ⅱ ( ・ れ 5 ・ 5 き 厂 - ARM 凵 ( 0n50 Manager Add Li ( ens を .. に Delete License Configuration D i ( 5 License Origin / ~ DS ・ 5AlteraCommunityEdition.lig,4RMLMPNCENSE—FlLEinfile' DeleteLicense 図 33 (c) Add License を ク リ ッ ク DS-5 起 動 & ラ イ セ ン ス 設 定 5 5d0 ( は に 00 ⅸ i は に youintend に 0 use: ー DS ・ 5CommunityEdition (f) DS-5 ラ イ セ ン ス 設 定 完 了 ハ ー ド ウ ェ ア & ソ フ ト ウ ェ ア 開 発 ツ ー ル の イ ン ス ト ー ル ( ー 05e 83