初めまして,ロ技研シニア枠のすいぼうです.

自己紹介としましては,学部では大学ロボコンや電子工作なんかをやってました.
新入生に 機械系や電気電子工学科と間違われる 情報工学科の学部生でした.

ブログ画像2
↑PCとの通信はなく,H8マイコンだけで3500以上のLED(ばら売り)をダイナミック表示.
 右の方ではニコニコ動画であがっていた『Bad Apple!!』を表示しています.


最近は FPGA (後で説明)にハマっていて,UART,VGA,SDRAMコントローラとか作っていますね.
卒論ではプロセッサを作りました.
院では無関係のことをやっているので完全に趣味です.
次はカメラ映像の取り込みやUSBメモリへの読み書きとかやりたいですねー.

ブログ画像3
↑SDRAMに1フレーム分の画像を保存して,VGA出力.


ブログのネタもFPGAについて
です
正直,初心者の域を出てるかすら怪しい技術レベルなので,非効率的なツールの使い方や間違いも多々あると思います
ですので,あまり大きな期待はしないで下さい. というか,教えて下さい.
一応,Xilinx社とAltera社のFPGAの開発環境導入からシミュレーション実行の部分まで, 不定期に 連載していきたいと思います.
ちなみに,私はXilinxの方が使用歴が(少し)長いです.
せっかくなので関係ありそうな手法や講義の紹介,VerilogHDLの簡単な説明とかも入れたいですね.

目標もなしに説明するのもアレなんで,こちら『CPUの創りかた』に紹介されているCPU (TD4)を実装することにしましょう(今,思いつきました←).
ブログ画像1

各ICのVerilogHDL記述なんかも載せる予定ですが,回路図やアーキテクチャを読み取れる部分については非公開とさせていただきます.
気になる人は本屋さんなんかで見てみると良いですよ.
表紙は人を選びそうですが(寧ろ,うちの学生は手を出しそう?),簡潔にディジタル回路の仕組みが書かれていて良書だと思います.
情工なら,学部2年で論理回路理論等をやるのでそのあたりで読むとより理解できると思います.

(......これぐらい販促したら多少は許してもらえるよね?)


はい,では初回となる今回はFPGAについてかるーい紹介をしようと思います.
もうちょい突っ込んだ紹介は次回に.

ブログ画像4
↑wikipedia commonsよりAltera StratixIVの写真

FPGA(Field Programmable Gate Array)は「 後からでも回路の書き換えが可能 なロジック・デバイス」です(参考サイトより).
世間で使用されている大半のICは,設計時に仕事が決められているのでそれ以外の仕事を行うことが出来ません.
入力された数を足して出力する回路で,引き算を行うことは出来ないわけです(実際は同じ回路を工夫して使うことで引き算を行っていたりします.詳細は割愛).
しかし,FPGAは出荷後にユーザが好きな回路を実装することが出来るので,足し算だろうか引き算だろうが使いたい用途で動かすことが出来るわけです.

後で失敗に気づいたり,追加機能を載せたくなったりしたときでも, チップを作り直さずに 新しい回路データを入れるだけです.
開発期間の短縮やリスク低減などといったメリットが多数存在します.
予め仕事が決まっているICと比較すると,載る回路規模が小さいことや大量生産時には生産費用が大きくなることといったデメリットもあるわけですが.

産業的なニュースとしては,Intel社が14nmプロセスのFPGAをAltera社向けに製造し,Altera社がそのテストチップの試験を始めたそうですね.
まだまだ伸びていく分野だろうなぁと個人的に思って(期待して)たりします.

研究的なネタとしては,その特性を活かして並列計算機を構成しているものが挙げられます.
特に画像処理や一部の科学計算なんかをよく見かけます.
動的再構成(動作中に一部の回路構成を変えること)を使っているものも.

同人的なネタとしては,ゲーム機のハードウェアエミュレータ等,市販のマイコンでは制御しづらい回路の製作をされている方々がいらっしゃいます(探してみてください).
私がFPGAをやり始めたきっかけも,先の電光掲示板でマイコンのスペック不足やコンパイラの制限によって実装できなかった不満があったからです.

次回はどうやって任意の回路を構成しているのか,その仕組みについて簡単な説明をしようと思います.
訂正や要望,質問等はコメントへどうぞ.

参考サイト
日本アルテラ
"知って納得FPGA入門"
http://www.altera.co.jp/products/fpga.html

mynavinews
"Altera、Intel 14nmプロセスを用いたFPGAテストチップによる各種試験を開始"
http://news.mynavi.jp/news/2014/04/24/257/