FPGAの間 のバージョン同士を比較する

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    + == FPGAとは ==  
    + [[Image:chipview.png]]'''FPGAチップの写真'''<br>中央の黒いチップ<br><br>  
    + FPGA(Field Programable Logic Arry)は記憶機能を備えたLSIチップで内部のロジックの構成を外部信号によって自由に書き換えることの出来るデバイスです。<br>  
    +  チップの内部はフリップフロップとLUT(ルックアップテーブル)から構成されるセルと、そのセル同士を結合される配線領域とで構成されます。このチップは記憶機能を持ち、ユーザーは外部から電気信号でその記憶を書き換えてやることにより、チップの動作を自由に変更することが出来ます。  
    + <br><br>  
    + [[Image:fpga_chip.png]]  
    + '''FPGAチップの構成例'''<br>  
    + チップの周辺はIOバッファー、内部ロジックアレイで、ロジックアレイは配線領域とセルで構成されている。<br>  
    + アルテラ社のマニュアルより<br>  
    + == CPLD(Complex Programmable Logic Device) とFPGAの違い ==  
    +  基本構造には大きく違いはありません。ただ記憶機能にCPLDはフラッシュメモリーの様な不揮発性のメモリーを用いており、FPGAはSRAMのような揮発性のメモリーを用いています。<br>  
    +  そのためCPLDは電源を切っても書き込まれた回路の内容は消えません。しかしFPGAは電源を切ると書き込まれた回路の内容が消えてしまうため、電源を投入する度に回路を書き込んでやらなければなりませんので回路が複雑になります。<br><br>  
       
    +  一般にCPLDの方速度が速く使い方が便利ですが、その反面規模の大きなものが作りにくいという特徴が有ります。そのためCPLDは小型で速度が求められる分野に使用されます。それに対してFPGAは回路規模の大きなものが作れるため、近年ではLSIの代替えとして用いられるようになってます。  
       
    + == FPGAの使い方 ==  
    + === FPGAに必要なもの ===  
    + *基板に搭載するもの  
    +  FPGAを動作させるには、先にも述べたように電源を投入したとき、FPGAに回路を書き込む仕掛けが必要です。通常は専用のメモリーを搭載し、これでFPGAに電源投入時に書き込みにきます。同時にこのメモリーに設計データーを書き込む回路が必要です。<br>  
    +  設計データはパソコン経由で、専用のダウンロードケーブルを通して入力されます。ダウンロードケーブルとの接続用のコネクターが必要になります。一般にJTAGインターフェイスが使用され、10ピン程度のコネクターが装備されます。  
    + *電源  
    +  最近のFPGAは内部のロジック部と外部のIF部で別々の電源が採用されます。外部電源は一部の物を除いては3.3V以下の電源が使用されます。市販のボードでは3.3Vが用いられます。内部電源は消費電力や動作速度の関係から1.2Vが採用される事が多い様です。<br>  
    +  このためFPGAを動作させるには最低2種類の電源を用意しなければなりません。  
    + *コンフィグレーション  
    +  FPGAに回路データを書き込む動作のことをコンフィグレーションと言います。この機能は専用ROMもしくはFPGA自身が持っています。どちらを使うかは回路の設計次第です。この辺はメーカーによって異なることが多いのでメーカーごとに、マニュアルを参照してください。  
    + === FPGAの設計 ===  
    +  FPGAは一般に以下の方法で設計されます。  
    + #回路図  
    + ##ゲートやフリップフロップなどを図面に書いてゆくオーソドックスな方法。小規模な回路向き。  
    + #回路図でブロック図を書いて、ブロックをHDLで設計する。  
    + ##最上位階層を回路図で書く。ピン配置を図面上でかけるのが便利だが、シミュレーションがやりにくい。  
    + #すべてHDLで設計する。  
    + ##すべてをHDLを記述することにより、HDLのシミュレーターですべて検証できる。設計のターンアラウンドが早く、大規模回路向き。最近の主流。  
    + === FPGAの設計ソフト ===  
    + FPGAの設計ソフトやシミュレーターはFPGAベンダーから無償で提供されている。有償版もあるが、性能要求がきつい場合を除けば、ほとんどの場合無償版で事が足りる。  
    + === FPGAの回路データのダウンロード ===  
    + ダウンロードはパソコンから、ダウンロードケーブルを経由して行う。ポートとしてはUSB、RS232C、プリンタポートを使用するが近年はUSBが主流になりつある。  
    + [[Image:download_cable.jpg]]  
    + ダウンロードケーブルはFPGAベンダーから専用のものが発売されている。サードパーティーからも発売されており、一般にはこちらのほうが安価である。  
    + [[Image:download_cb.jpg|150px]]  
    + [http://home1.cyber-labo.co.jp/e-shop/ E-shop]で購入できるUSBダウンロードケーブル(アルテラ用)