FPGAボードで学ぶ組込みシステム開発入門
～Altera編～

［表紙］FPGAボードで学ぶ組込みシステム開発入門 ～Altera編～

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電子版発売

B5変形判／384ページ

定価3,850円（本体3,500円＋税10%）

ISBN 978-4-7741-4839-7

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書籍の概要

この本の概要

市販されている数種類のFPGAボード（たとえばTerasic社のDE0，1万1,000円前後）を例として，FPGAの基礎から応用（7セグLEDの駆動回路からLinuxの搭載まで）を解説します。紹介しているボード類を使えば，電源やケーブル類も付属しており，半田付けやブレッドボードは不要です。解説されている技術やノウハウは，設計の現場でも役に立つものであり，初心者FPGAエンジニア向けのハンドブックにもなり得ます。

こんな方におすすめ

  • FPGAに興味はあるが，なかなか踏み出せなかった方
  • ハード・ソフトを含めて組み込み技術全般を習得したい方
  • PICマイコンなどの経験があり，もう一歩踏み込んでみたい方

目次

第1章　FPGAの内部といろいろなFPGAボード

  • 1-1　FPGAとは
  • コラムA　FPGAってどんなCPUですか？
  • 1-2　各種FPGAボードの紹介
  • コラムB　その気になったらボードを発注
  • 1-3　回路情報のダウンロード方法
  • 1-4　第１章のまとめ

第2章　FPGAの回路設計を体験

  • 2-1　開発ソフトQuartus II
  • 2-2　回路図による回路設計
  • 2-3　コンフィグレーションと回路の拡張
  • コラムC　各操作の目的とアウトプットとは何か？ それを意識して操作しよう
  • 2-4　HDLによる回路設計
  • 2-5　第2章のまとめ

第3章　もう少し進んだ回路設計

  • 3-1　カウンタを用いた時計
  • 3-2　状態遷移を回路で実現
  • 3-3　時刻合わせ機能付き時計の設計
  • 3-4　第3章のまとめ
  • コラムD　他のボードで試すときの変更点概要

第4章　波形観測による回路デバッグ

  • 4-1　ロジックアナライザとは
  • 4-2　SignalTap IIを組み込んで波形観測
  • 4-3　第4章のまとめ
  • コラムE　ピンアサイン・ファイルを自分なりにアレンジ

第5章　FPGA内蔵CPUを試す

  • 5-1　Nios IIプロセッサとは
  • 5-2　Nios IIシステムの構築
  • 5-3　プログラムの作成と実行
  • 5-4　第5章のまとめ
  • コラムF　プログラムをROM化する

第6章　自作周辺回路の接続

  • 6-1　Nios IIのバスに付いて
  • 6-2　自作周辺回路の接続方法
  • コラムG　SOPC Builderは「一方通行」のツール？
  • 6-3　バス形式による動作の違い
  • 6-4　第6章のまとめ

第7章　いろいろな周辺回路を設計

  • 7-1　キーボード＆マウス接続回路
  • 7-2　画面への文字表示回路
  • 7-3　第7章のまとめ
  • コラムH　開発ソフトウェアでトラブルが発生したら生成ファイルをバッサリ捨てる

第8章　メモリコントローラの設計

  • 8-1　SDRAMの制御仕様
  • 8-2　SDRAMコントローラの設計
  • コラムI　タイミング解析も必要
  • 8-3　第8章のまとめ

第9章　μClinuxの搭載

  • 9-1　μClinuxと開発環境の構築
  • 9-2　カーネルのビルドとμClinuxの起動
  • 9-3　アプリケーションの作成
  • 9-4　デバイスドライバの組込みとテスト
  • 9-5　第9章のまとめ

Appendix I　開発環境の構築

  • I-1　FPGA開発ソフトウェアのインストール
  • I-2　USB-Blasterドライバのインストール
  • I-3　仮想化ソフトウェアとLinuxのインストール

Appendix II　ハードウェア記述言語「Verilog HDL」の読み方

  • II-1　回路記述の構造と宣言
  • II-2　定数の表現と演算子
  • II-3　組み合わせ回路の記述
  • II-4　if文とcase文
  • II-5　FF（フリップフロップ）を含む回路の記述
  • II-6　下位階層の接続
  • II-7　補足

Appendix III　新しいシステム統合ツールQsys

  • III-1　SOPC Builderとの相違点概略
  • III-2　クロック，リセット，バスの接続とアドレスの修正
  • III-3　自作周辺回路の接続
  • III-4　後工程での変更点

著者プロフィール

小林優（こばやしまさる）

電子機器メーカで15年ほど民生機器のLSI設計に関わった後，回路設計コンサルティング会社の立ち上げに参加。10年ほどセミナーや教材の開発および講師業務に従事。その後再独立し，フリーのエンジニアとして気ままに活動している。現在は大学の非常勤講師や執筆活動などがメイン。

おもな著書は「ハイクラスC言語」（技術評論社），「改訂入門Verilog HDL記述」「CQ Endeavor Verilog HDL」「CQ Endeavor VHDL」（共にCQ出版社）など。