マツドサイエンティスト・研究日誌 保存版
FPGA 再入門

初出:2008年04月29日 元々のブログ・コンテンツへのリンク
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昨年から大量の半田付け作業が続いている。半田付け箇所が多いのは、ディスクリートで回路を組んでいるからだ。(ディスクリートとは、単機能の IC を組み合わせてデジタル回路を作ること)
パワー制御部やアナログ部分はともかく、デジタル部は FPGA にすれば良いのに・・と友人に指摘を受けた。

FPGA とか CPLD や PLD を知っているだろうか?
IC とか LSI と言った集積回路の中身を自由に作り替える事のできる部品だ。中に入れる回路を規模が小さいものを PLD、中規模のものを CPLD、大規模のものを FPGA だと思ってもらうとイメージしやすいだろう。
(正確には FPGA と CPLD と PLD の違いは回路規模では無く、内部構造の違いである。しかし、ユーザーから見るとコンパイラが対応してくれるので、回路規模しか違いが見えない。CPU の CISC と RISC みたいな違い)

現在、半田付け作業は一段落付いているが、また、再開するかもしれない。今の間に FPGA を使えるようにしておこうと思い、試してみた。

以前は、Windows 98SE 上に FPGA 開発環境を構築していたのだが、いまさら 98SE でもあるまい。私が個人的に良く使う FPGA デバイス・メーカーである XILINX のサイトを見ると最新版は Linux にも対応していると言う。
対応 Linux は RedHat だが、Debian でも使えるようだ。早速、試すと意外と簡単に Debian Linux etch にインストールできた。昔作った FPGA ライター用ケーブルを接続すると簡単に FPGA (正確には CPLD)に書き込めた。

FPGA や CPLD を使うのも 5〜6年ぶりなので、世間の情勢が判らなくなっているので、ちょっと調べてみた。以前なら入手が難しかった CPLD も秋葉原の秋月や千石で数百円程度から買えるようになっている。

「デバイスの値段が安くなったとは言え、品揃えは昔と、そう変わらないなあ・・」と思って居たら、とんでもない勘違いだと気付いた。なんと千石で20万ゲートの FPGA が数千円で売っている。こんなものが数千円で手に入るとは・・・

こう言うことに詳しい友人に聞いたところ、ここ2・3年では、当たり前の事なんだそうだ。
うかうかしていると時代に取り残されるなあ。

5〜6年前にも10万ゲートを越える FPGA はあるにはあった。だが、何十万円もして、とてもアマチュアの手の出せるものでは無かった。それが、今では数千円で買えるほど、なっている。
一番手軽に数十万ゲート級の FPGA を試すのは雑誌の付録になっているものを使う事らしい。早速、去年のデザインウエーブを入手して試した。

雑誌付録の25万ゲートの FPGA に書き込むには自作のケーブルでは駄目で、既製品のケーブルを使わざるを得なかった。しかし、全て LINUX 上で開発環境がそろうとは頼もしい。
試しにオープンソースとして公開されている Z80 互換の CPU コア t80 を入て、シリアルポートに「Hello World」を出力するプログラムを走らせたら、ちゃんと動いた。

やはり、十万ゲートを越える FPGA は世界が違う。ワンチップ上に CPU とシリアルインターフェース、メモリーまで付けて、まだ半分しか使っていない。30年前に自作したコンピュータの何倍もの規模の回路が、この FPGA の上に乗りそうだ。
それどころか、ちょっと外部に回路を追加すれば、昔のパソコン PC-8001 くらい作れそうだ。

と、妄想しながら、ネット上を探索すると居る居る。PC-8001 に限らず、MSX とか X6800 とか、昔のパソコンを FPGA を使って再現している人が既にいっぱい居る。
誰でも考えることは同じかあ。
既に実行した人が居るんじゃ、今更やっても面白くない。何か別の事をやってみよう。
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