スピードマスタ・シリーズ
プロの技術を1日で！実習キット付きVOD

［VOD/KIT］Tiny FPGA実習！高校生から始めるHDLプログラミング

論理記号から高速化・機能拡張，画像処理開発，Intel/Xilinx導入準備まで



概要

本VOD製品では，FPGAやHDL（ハードウェア記述言語）を初めて触ってみる方を対象に，約2,500円で気軽に試せるTang Nano 9Kボード(Sipeed)を用い，GOWIN社FPGAを実際に動かしてみるまでをガイドします．また，業務用に用いられるFPGAとしてはAMD（Xilinx）社やIntel（Altera）社の製品がデファクト・スタンダードです．それらの開発にもすぐ取り組めるよう，チップとツールを比較しつつ説明します．

キットに加え，4時間を超えるプロの技術者による解説ビデオと，135頁の講義キストが同梱されています．

同梱の説明書(下記)には，講義ビデオや講義テキストの視聴を可能にするパスワードが記載されています．

本製品のすべての映像，画像，文書テキスト，ソースコードは著作権法によって厳格に守られています．無許可の転載，複製，転用は法律により罰せられます．

特徴1. 工具はいっさい不要！すぐに実習を始められるキット

写真1 実習で使用する Gowin製FPGA，32Mbits SPIフラッシュ，USB-JTAG/UART搭載のスタータ・キット“Tang Nano 9K(Sipeed)”

特徴2. 講義ビデオ(266分)＆テキスト(135頁)

(1)FPGAでできること
　～マイコンとの違いや組み合わせのしかた～

(2)ボードとツールの動かし方
　～FPGAを実際に動かしてみる～

(3)回路設計の基礎知識
　～組み合わせ回路や順序回路の概念を知る～

(4)LチカによるVerilog HDL入門
　～ハードウェア記述言語の基礎を学ぶ～

(5)AMD社/Intel社/Lattice社/Microchip社/Efinix社のチップとツール
　～同じ点や異なる点を比較する～

(6)回路誤動作の観察と安定動作させる対策
　～チャタリングなどを観察し対策を学ぶ～

(7)ステート・マシンによるLED点滅
　～回路に複雑な動きをさせる方法を学ぶ～

(8)HDMI端子からのパターン画像出力
　～IPコア（既成部品）を使って簡単に製作～

特徴3．実習用ソースコード

自分の手でソースコードを入力することはとても重要ですが，慣れるまでは，なかなか思うように動いてくれないものです．Lチカ，チャタリング対策，ステートマシンによるLチカ，HDMI出力などの演習用Verilog-HDLソースコードを提供します．

受講対象

  • とくに電子情報分野を専門とはしていないが，これからFPGA回路設計を業務・授業で行うことになった技術者・学生
  • 個人でFPGA設計を楽しんでみたい方

あると望ましい予備知識

  • プログラミング経験などを通し，一般的なパソコンの操作はとくに支障なく行えること
  • 論理ゲートやフリップフロップのような回路素子，回路図記号など，ディジタル回路の初歩的な知識はあること（設計経験は不要）

講演の目標

  • FPGAを実際に触ってみることで，自力学習できるようになる手がかりを得る
  • FPGAが難しいもの，特殊なものだとの先入観をなくし，便利なツールであることを実感する

実習に必要なパソコンやソフトウェア

  • Gowinサイトにユーザ登録したうえでGOWIN EDA（無償）のV1.9.8.11以上をインストールしておくこと
  • 上記ソフトウェアが滞りなく動く程度のパソコン（Windows 11/10またはlinux, メモリ最小8GB程度，プロセッサ最低2GHz程度）

本製品を購入された方へ

講義ビデオと講義テキストの視聴方法は，下記リンク先(青字)をクリックし，本製品同梱の説明書に書かれたパスワードを入力してください．

266分の講義動画(著作権保護のためパスワードがかけられています)

高校生から始めるHDLプログラミング_講義動画.mp4

  • 0:00:10 イントロダクション
  • 0:10:41 FPGAでできること
  • 0:28:41 【演習1】ボードとツールの動かし方
  • 1:03:54 回路設計の基礎知識
  • 1:25:16 【演習2】LチカによるVerilog-HDL入門
  • 2:00:44 他社のチップとツール（AMD，Intel，etc）
  • 2:37:35 【演習3,4】回路誤動作の観察と安定動作させる対策
  • 3:29:16 【演習5】ステート・マシンによるLED点滅
  • 3:52:40 【演習6】HDMI端子からのパターン画像出力

講義テキスト(著作権保護のためパスワードがかけられています)

実習用Verilog-HDLソースコード(著作権保護のためパスワードがかけられています)

紹介動画

回路化できないHDL記述

シンクロナイザの動作解説

講師紹介

略歴

NTT，IBM，Sony，NECの各研究所において高性能回路IPやハイレベルシンセシスの研究，およびプレイステーションなどの製品用SoC開発に従事した後，現職にて民間宇宙ロケットの飛行制御コンピュータの研究開発に従事．FPGAや高位合成を活用している．

主な著書

  1. Raspberry Pi 4 画像認識などのデータ処理，インターフェース2020年9月号，CQ出版社．
  2. カメラ画像センシングの世界を知る，インターフェース2019年7月号，CQ出版社．
  3. 連載ラズパイ式走るリモート探査カメラ，インターフェース2015年11月号～2017年3月号，CQ出版社．
  4. 特集ラズベリーパイ×カメラで本格派画像処理，インターフェース2014年1月号，CQ出版社．
  5. HDLによる高性能ディジタル回路設計，CQ出版社．
  6. LSI/FPGAの回路アーキテクチャ設計法，CQ出版社．
  7. トランジスタ技術SPECIAL No.155 宇宙ロケット開発入門，CQ出版社．


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本シリーズには，各分野の一線で活躍する技術者が厳選したパーツセット，設計の要点を効率よく解説するセミナ動画，講義テキスト，お手本ソースコードなどが同梱されています．百戦錬磨の技を一見することで，未経験の技術が驚くほど短時間で身につくだけでなく，信頼性の高いシステム開発に必要なプロの眼が養われます．