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］Zynqで初めてのFPGA×Linux I/O搭載カスタムSoC製作

開発環境の設定からプロセッサと自作IPの統合，高位合成，Linux上のCPUアプリ開発まで



概要

ZynqはカスタムSoC（CPUとFPGA上の専用ハードを統合したシステム）を構築できる強力なチップですが，ソフト・ハードにまたがる多様な設計知識，とくにアーキテクチャ設計の知識が必要となるばかりか，開発ツールをセットアップしトラブルを解決しつつ使っていくのも独学では大変です．
　本VOD製品は，SoC設計に必要な知識や設計手法を主にハードウェアの視点から説明し，講義テキストどおりに手を動かすことで，実機を操作しつつFPGAとLinuxが搭載されたZynqの開発環境の構築と使い方を習得できます．

キットに加え，2時間を超えるプロの技術者による解説ビデオと，314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．

Cora Z7-07S Zynq-7000開発ボードをお持ちの方は，下記の製品がおすすめです．
［VOD］Zynqで初めてのFPGA×Linux I/O搭載カスタムSoC製作

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Cora Z7-07S Zynq-7000開発ボード

特徴2. 講義ビデオ(173分)＆テキスト(314頁)

Part1

  • (1)Xilinx開発ツールのインストール
  • ・Vivado，Vitis，Windows用WSL，Ubuntu，Patalinuxのインストール
  • ・WSLからのSDカード・アクセス設定
  • (2)Zynq上のArm CPU(PS)を動かす
  • ・アーキテクチャ設計に使う基礎知識・考え方(CPU，専用ハード，オンチップバス)
  • ・ブロック図作成ツールの操作
  • (3)自作スレーブIPをPSに接続
  • ・プロセッサ・インターフェースの製作

Part2

  • (4)自作マスターIPをPSに接続
  • ・データの流し方を考えてインターフェースを変える
  • (5)ソフトコアCPU（MicroBlaze）の併用
  • ・非対称マルチプロセッシングを試す
  • (6)C言語からの回路合成機能を利用したIPコア作成
  • ・複雑な処理の作成に向く高位合成を試す
  • (7)Petalinuxのビルド環境構築とビルド
  • (8)Petalinux上で動かすアプリの開発

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．演習用Verilog-HDLソースコード，PetaLinuxビルドを行うUbuntuの環境設定サンプル，SDカードをマウント可能なWSL2のカーネなどを提供します．さらに，講師作成のVeriog-VHDLコンバータ（無償，無保証）もご利用いただけます．

受講対象

  • 業務などでZynqを使うことになった人
  • SoCとは何で，製作に必要な知識が何かを知りたい人
  • 設計に用いるツール群の操作を体感したい人

あると望ましい予備知識

  • VerilogまたはVHDLによる簡単な回路設計経験
  • C言語による簡単なマイコン・プログラミング経験
  • WindowsやLinuxの操作

講演の目標

  • SoCの開発に用いる様々な基礎知識，とくにアーキテクチャ設計知識の取得
  • マスタ/スレーブやデータ転送形式などに応じた，IP回路設計の基礎
  • ベアメタル動作やOS（Linux，FreeRTOS）動作の体験
  • ツール操作の体感や，操作上ミスしやすい事項の把握

実習に必要なパソコンやソフトウェア

  • 講義テキストに記載のVivado ML Edition Verion 2023.1およびPatalinux 2023.1のダウンロード
  • Windows OS，SSD(300GB以上の空き容量)，メモリ32GB以上，プロセッサ最低3GHz程度のパソコン(推奨)
    • ※低スペックでも動作するかもしれませんが，処理時間がかかります
  • マイクロUSBケーブル
  • 2GB以上のマイクロSDカード

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．

173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)

FPGA×Linux I/O搭載カスタムSoC製作_講義動画_part1.mp4

  • 0:00:10 イントロダクション
  • 0:12:56 ツールのインストール
  • 0:27:44 Zynq上のArm CPU(PS)を動かす
  • 1:05:30 自作スレーブIPをPSに接続

FPGA×Linux I/O搭載カスタムSoC製作_講義動画_part2.mp4

  • 0:00:10 自作マスタIPをPSに接続
  • 0:16:55 ソフトコアCPU(MicroBlasze)の併用
  • 0:33:51 C言語からの回路合成(HLS)を利用したIPコア作成
  • 0:47:24 「PataLiuxのビルド環境設定とビルド」と「PataLinux上で動かすアプリの作成」

講義テキストとQA集(著作権保護のためパスワードがかけられています)

  • 講義資料.zip
    ※講義テキストは「Vivado ML Edition バージョン 2023.1」および「PetaLinux 2023.1」をベースに作成されています．

実習用Verilog-HDLソースコードほか(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

本講義で学ぶこと

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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