「FPGAの内容が薄い本８ やりなおしからはじめるFPGA開発」 B5サイズ/130p AMD社 Artix7の安価な中華製評価ボードを使用して、Windows 11のWSLでGUIではなくCLIでプログラミング的にFPGAを始めます。 「やりなおしからはじめるFPGA開発」では、まずは詳細や難しいことは抜きにして、とにかく、コーディングして、動かして、試してみるというのを紹介しています。 予備知識はキーワードがわかるくらいの軽く触れるだけにしました。 ・FPGAはAMD社のArtix7が実装された安価な中華製評価ボード ・Windows11の内容がWSL上で動かす ・GUIではなくコマンドラインでプログラミング的な感覚で ・予備知識はそこそこに… 目次 はじめに 1. FPGAとは 1.1. FPGAメーカー 1.2. 評価ボードの選定 1.2.1. 中華製評価ボード 1.2.2. MicroPhase社のA7-LITE. 1.2.3. Aliexpress 1.3. 評価ボードメーカー 2. 開発フロー 2.1. FPGAの開発フロー 2.2. ASICの開発フロー 3. 論理回路 3.1. 組み合わせ回路 3.1.1. 半加算回路と全加算回路 3.1.2. 真理値表 3.2. 順序回路 3.2.1. フリップフロップ 4. FPGAの基本構造 4.1. FPGAでの組み合わせ回路と順序回路 4.1.1. ルックアップテーブル 5. 開発言語 5.1. SystemVerilog 5.1.1. 実行モデル 5.1.2. 基本構造 5.1.3. 信号宣言 5.1.4. 数値 5.1.5. 文法・記述で気をつけること 5.1.6. 参考技術書 5.2. UVM 6. 開発環境 6.1. Vivadoのインストール 6.2. インストール手順 6.3. Tcl 7. はじめてのFPGA開発 7.1. 半加算回路の開発 7.2. シミュレーション 7.2.1. テストベンチ 7.2.2. シミュレーションの実行 7.2.3. OSSなシミュレーター. 8. 論理合成と配置配線 8.1. プロジェクトの作成 8.2. 論理合成 8.2.1. 論理合成の実行 8.3. 配置配線 8.3.1. ピンアサイン 8.3.2. 配置配線の実行 9. 実機検証 9.1. バイナリファイルの作成 9.2. WSLから評価ボードにアクセス 9.2.1. 事前準備 9.2.2. USBデバイスのアタッチ. 9.3. オンザフライでの書き込み 9.4. 評価ボードで動作確認 10. ビーコン 10.1. 回路設計 10.2. シミュレーション 10.2.1. シミュレーション結果 10.3. 論理合成と配置配線 10.3.1. 制約ファイル 10.3.2. 論理合成と配置配線の実行 10.4. FPGAの時間的制約 10.4.1. スラック 10.4.2. セットアップタイム・ホールドタイム 10.4.3. ジッター（Jitter） 10.5. 評価ボードで動作確認 11. RISC-V. 11.1. RISC-VとCPUの基礎知識 11.1.1. ISAとは 11.1.2. CPUの動作フロー 11.1.3. ブロック図 11.2. 開発 11.2.1. 命令の読み込み 11.2.2. 命令のデコード 11.2.3. 演算実行 11.2.4. メモリの読み込み 11.2.5. メモリの書き込み 11.3. ソフトウェア開発環境の整備 11.3.1. ツールチェーンのインストール 11.4. ソフトウェア 11.4.1. ベアメタルソフトウェア 11.4.2. メモリマップ 11.4.3. サンプルプログラム 11.4.4. スタートアップスクリプト 11.4.5. リンカースクリプト 11.4.6. コンパイル 11.5. シミュレーション 11.6. 論理合成と配置配線 11.7. 実機検証