概要
市販されている数種類のFPGAボードを例として，FPGAの基礎から応用（7セグLED表示からCMOSカメラによる動画録画再生まで）を解説します。紹介しているボードを使えば，電源はUSBから取ることができ，また半田付けやブレッドボードは不要です（カメラ接続時のみ必要）。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のおもしろさはブロックおもちゃと同じ？
- 1-2 各種FPGAボードの紹介
- 1-3 回路情報のダウンロード
- 1-4 第1章のまとめ
第2章 FPGAの回路設計を体験
- 2-1 開発ツールXilinx ISE
- 2-2 回路設計とコンパイル
- 2-3 コンフィグレーションと回路の拡張
- コラムB プロジェクトを開かずにコンフィグレーションする方法
- 2-4 第2章のまとめ
第3章 もう少し進んだ回路設計
- 3-1 ダイナミック点灯と1時間計の作成
- 3-2 状態遷移を回路で実現
- コラムC かつて256状態のステートマシンで作られたデジタル時計があった！
- 3-3 時刻合わせ機能付き時計の設計
- 3-4 回路データのROM化と拡張案
- 3-5 第3章のまとめ
第4章 FPGA内蔵CPUを試す
- 4-1 MicroBlaze MCSとは
- 4-2 MicroBlaze MCSシステムの構築
- 4-3 プログラムの作成と実行
- 4-4 第4章のまとめ
- コラムD MicroBlaze MCSミニヒストリー
第5章 内蔵CPUのプログラミング
- 5-1 MicroBlaze MCSの詳細
- 5-2 タイマーと割り込みの利用
- 5-3 プログラムのROM化
- コラムE I/OモジュールAPIの利用
- 5-4 第5章のまとめ
第6章 自作周辺回路の接続
- 6-1 MicroBlaze MCSのI/Oバス
- コラムF C言語プログラムから見たバイトイネーブル信号
- 6-2 自作周辺回路の接続方法
- 6-3 バス・インターフェースの作成
- 6-4 1/100秒ストップウォッチ
- 6-5 第6章のまとめ
第7章 いろいろな周辺回路を設計
- 7-1 キーボードとマウス接続回路
- 7-2 VGA文字表示回路
- コラムG レジスタのマクロ定義の読み方
- 7-3 第7章のまとめ
第8章 外部メモリを用いたグラフィック表示回路
- 8-1 外部メモリの制御
- 8-2 グラフィック表示回路
- 8-3 画像ファイルの表示
- 8-4 第8章のまとめ
- コラムH 制約ファイル（～.ucf）の読み方書き方
第9章 CMOSカメラの接続と応用
- 9-1 カメラモジュールの概要と接続
- 9-2 キャプチャ回路
- 9-4 動画録画機能の実現
- 9-5 第9章のまとめ
- コラムI 流用先が動かない！……回路初期化に要注意
Appendix I FPGAボードの購入
- I-1 購入に必要な費用
- I-2 Digilent社Webサイトでの購入手続き
Appendix II 開発環境の構築
- II-1 FPGA開発ツールのインストール
- II-2 Digilent社ソフトウェアのインストール
Appendix III Nexys3で実施する場合の注意点
- III-1 各例題で共通している相違点
- III-2 個別の例題ごとの相違点
Appendix IV ハードウェア記述言語「Verilog HDL」の読み方
- IV-1 回路記述の構造と宣言
- IV-2 定数の表現と演算子
- IV-3 組み合わせ回路の記述
- IV-4 if文とcase文
- IV-5 FF（フリップフロップ）を含む回路の記述
- IV-6 下位階層の接続
- IV-7 補足
サポート
ダウンロード
Nexys2とNexys3用の設計データ
本書で解説している設計データです。2種類のFPGAボード（Nexys2とNexys3）用のデータを用意してあります。ダウンロードしてご使用ください。