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FPGA活用チュートリアル2010/2011年版
B5変型判 336ページ
定価2,420円(税込)
JAN9784789831079
2010年5月1日発行
![[絶版→新版移行2012.3.30] FPGA活用チュートリアル2010/2011年版](31071l.jpg)
こちらの商品は品切れ絶版となりました．新版の『FPGA活用チュートリアル2012/2013年版』をお求めください．
FPGA設計の経験をお持ちの方が，さらに大規模，高性能なFPGAを活用していくために必要な技術をまとめました．
本書では，最近のFPGAに搭載される基本論理ブロックのほかに乗算機やメモリ，クロック管理などの専用機能の使い方を詳しく解説します．また，大規模設計ではIPコア(設計資産)の活用が不可欠です．FPGAメーカから提供されるCPUコアの使い方や応用例について説明します．このほか，最新のFPGAを実際に動作させるために不可欠な電源回路の設計法についても取り上げています．
本書では，最近のFPGAに搭載される基本論理ブロックのほかに乗算機やメモリ，クロック管理などの専用機能の使い方を詳しく解説します．また，大規模設計ではIPコア(設計資産)の活用が不可欠です．FPGAメーカから提供されるCPUコアの使い方や応用例について説明します．このほか，最新のFPGAを実際に動作させるために不可欠な電源回路の設計法についても取り上げています．
目次
トレンド
第1章 FPGAの特徴と最新動向を理解する
FPGAガイド2010
1-1 FPGAのトレンド
1-2 製造プロセスとアーキテクチャ
1-3 多機能・システム化
1-4 消費電力の課題と新しいFPGA
専用機能活用
第2章 ディジタル信号処理に不可欠な乗算器を使いこなす
HDLによる記述の仕方とFPGA開発ツールの設定
2-1 乗算器の使い方
2-2 DSPブロックの使い方
第3章 データ・バッファやCPUコアに不可欠なメモリを使いこなす
同期メモリと非同期メモリの違いを理解する
3-1 FPGA内蔵メモリの特徴
3-2 メモリの使い方
3-3 メモリを使う設計のテクニック
第4章 分周・逓倍・タイミング調整に不可欠なクロック管理機能を使いこなす
DCMの記述と活用テクニック
4-1 DCMの特徴
4-2 DCMの使い方
4-3 DCMの活用テクニック
第5章 信頼性の向上に不可欠なシステム・モニタ機能を使いこなす
内蔵センサとA-Dコンバータで温度や電源電圧を監視
5-1 システム・モニタの機能を理解する
5-2 システム・モニタの利用法
5-3 CORE Generatorを使用する方法
5-4 EDKを使用する方法
5-5 モニタ結果をUARTに出力する
第6章 PCI Expressマクロを使いこなす
高速トランシーバとプロコトル処理ブロックで手軽に設計
6-1 高速トランシーバの役割を理解する
6-2 FPGAによるPCI Expressインターフェースの設計
CPUコア活用
第7章 FPGAマイコン最新事情
タダ同然で使えるCPUコアを活用しよう
7-1 FPGAベンダが提供するソフトCPU
7-2 FPGAにCPUコアを搭載する意義
7-3 LSI設計におけるC言語
7-4 汎用マイコン+リアルタイムOSの限界とマルチコア
7-5 マルチプロセッサ・システムの構成方式
7-6 FPGAマイコンへの期待
第8章 FPGAでCPUコアを活用する理由
低コストで最適なシステム構成を実現するために必須
8-1 FPGA用CPUコアの特徴
8-2 FPGAにCPUを搭載するメリット
8-3 最適なCPUを選択しよう
第9章 Cortex-M1の活用法
M1-ProASIC3/M1-Fusionレビュー
9-1 Cortex-M1コア搭載可能FPGAと開発環境
9-2 Cortex-M1コアを用いた設計の実際
9-3 ハードウェア設計ツールの使用感
9-4 Cortex-M1のソフトウェア開発環境
9-5 SoftConsoleによる開発フローの概要
9-6 割り込みを使ったLEDの制御
Appendix ARM Cortex-M3プロセッサ搭載FPGA登場！
SmartFusionの概要
第10章 MicroBlazeの活用法
機能分散型マルチコアLSIを設計する
10-1 MicroBlazeの概要
10-2 マルチプロセッサ・システムの構成法
10-3 FSLインターフェースの特徴と動作
10-4 LCDを持つUARTターミナルを2コアで設計
10-5 マルチプロセッサ・システムのデバッグ
第11章 PowerPCコアの活用法
Virtex-5 FXT内蔵PowerPC 440とVirtex-4 FX内蔵 PowerPC 405を徹底比較
11-1 仕様を比較する
11-2 性能を比較する
第12章 LatticeMico32の活用法
オープン・ソースのCPUコアの実力
12-1 LatticeMico32のアーキテクチャ
12-2 ハードウェアの開発
12-3 ソフトウェアの開発
第13章 共有メモリ型マルチコア・システムの設計
LatticeMico32による実現と評価
13-1 マルチプロセッサ環境の構築
13-2 マルチプロセッサ・システムのハードウェア
13-3 マルチプロセッサ・システムのソフトウェア
13-4 性能評価
第14章 Nios IIの活用法
CPUコアの実装とソフトウェア開発
14-1 Nios IIのアーキテクチャ
14-2 ハードウェア開発環境
14-3 Nios IIをFPGAに組み込む
第15章 組み込みOSの活用法
Nios IIとμClinuxを実装したシステムLSIの実現
15-1 ソフト・マクロのCPUと組み込みLinux
15-2 μClinuxをFPGA単体で動かしてみる
第16章 標準マイコン互換コアの活用法
H8S C200コア・レビュー
16-1 H8S C200コアの概要
16-2 評価用ハードウェアとソフトウェア
電源回路設計
第17章 FPGAに求められる電源システムの設定法
低電圧・多電源化に対応する回路設計技術と部品選択法
17-1 最新LSIの電源条件と回路設計時の問題
17-2 多電源システムを正しく動かす
17-3 電源ノイズの抑え方
17-4 システム起動で失敗しないための注意点
17-5 オンボード電源選択法
第18章 FPGAの消費電力を見積もる
電源回路の設計や熱対策に不可欠
18-1 FPGAで消費電力が問われる理由
18-2 FPGAの消費電力
18-3 FPGAの消費電力の見積もり方
18-4 PowerPlay Early Power Estimatorの使い方
18-5 PowerPlay Power Analyzerの使い方
第19章 Power ManagerIIの電源管理機能を使いこなす
電源とシステムの挙動を監視して安定度を高めるシステム設計技法
19-1 ispPAC-POWR607の特徴
19-2 大規模FPGAボードの電源管理
19-3 設計時の留意点
第20章 FPGA向け電源回路設計事例集
DC-DCモジュール，スイッチング・レギュレータ，リニア・レギュレータの活用
20-1 高速データ処理向け大規模FPGA搭載PCI Expressカードの電源設計
20-2 大規模FPGA搭載PCI Express評価ボードの電源設計
20-3 ディジタル信号処理向け高性能FPGA搭載ボードの電源設計
20-4 低コストFPGAを搭載するPCI Expressボードの電源設計事例
20-5 低コストFPGA向けスイッチング・レギュレータ回路の設計事例
20-6 小規模FPGA向けスイッチング・レギュレータ回路の設計事例
20-7 高性能FPGA向けスイッチング・レギュレータ回路の設計事例
20-8 小規模FPGA向けリニア・レギュレータ回路の設計事例
トレンド
第1章 FPGAの特徴と最新動向を理解する
FPGAガイド2010
1-1 FPGAのトレンド
1-2 製造プロセスとアーキテクチャ
1-3 多機能・システム化
1-4 消費電力の課題と新しいFPGA
専用機能活用
第2章 ディジタル信号処理に不可欠な乗算器を使いこなす
HDLによる記述の仕方とFPGA開発ツールの設定
2-1 乗算器の使い方
2-2 DSPブロックの使い方
第3章 データ・バッファやCPUコアに不可欠なメモリを使いこなす
同期メモリと非同期メモリの違いを理解する
3-1 FPGA内蔵メモリの特徴
3-2 メモリの使い方
3-3 メモリを使う設計のテクニック
第4章 分周・逓倍・タイミング調整に不可欠なクロック管理機能を使いこなす
DCMの記述と活用テクニック
4-1 DCMの特徴
4-2 DCMの使い方
4-3 DCMの活用テクニック
第5章 信頼性の向上に不可欠なシステム・モニタ機能を使いこなす
内蔵センサとA-Dコンバータで温度や電源電圧を監視
5-1 システム・モニタの機能を理解する
5-2 システム・モニタの利用法
5-3 CORE Generatorを使用する方法
5-4 EDKを使用する方法
5-5 モニタ結果をUARTに出力する
第6章 PCI Expressマクロを使いこなす
高速トランシーバとプロコトル処理ブロックで手軽に設計
6-1 高速トランシーバの役割を理解する
6-2 FPGAによるPCI Expressインターフェースの設計
CPUコア活用
第7章 FPGAマイコン最新事情
タダ同然で使えるCPUコアを活用しよう
7-1 FPGAベンダが提供するソフトCPU
7-2 FPGAにCPUコアを搭載する意義
7-3 LSI設計におけるC言語
7-4 汎用マイコン+リアルタイムOSの限界とマルチコア
7-5 マルチプロセッサ・システムの構成方式
7-6 FPGAマイコンへの期待
第8章 FPGAでCPUコアを活用する理由
低コストで最適なシステム構成を実現するために必須
8-1 FPGA用CPUコアの特徴
8-2 FPGAにCPUを搭載するメリット
8-3 最適なCPUを選択しよう
第9章 Cortex-M1の活用法
M1-ProASIC3/M1-Fusionレビュー
9-1 Cortex-M1コア搭載可能FPGAと開発環境
9-2 Cortex-M1コアを用いた設計の実際
9-3 ハードウェア設計ツールの使用感
9-4 Cortex-M1のソフトウェア開発環境
9-5 SoftConsoleによる開発フローの概要
9-6 割り込みを使ったLEDの制御
Appendix ARM Cortex-M3プロセッサ搭載FPGA登場！
SmartFusionの概要
第10章 MicroBlazeの活用法
機能分散型マルチコアLSIを設計する
10-1 MicroBlazeの概要
10-2 マルチプロセッサ・システムの構成法
10-3 FSLインターフェースの特徴と動作
10-4 LCDを持つUARTターミナルを2コアで設計
10-5 マルチプロセッサ・システムのデバッグ
第11章 PowerPCコアの活用法
Virtex-5 FXT内蔵PowerPC 440とVirtex-4 FX内蔵 PowerPC 405を徹底比較
11-1 仕様を比較する
11-2 性能を比較する
第12章 LatticeMico32の活用法
オープン・ソースのCPUコアの実力
12-1 LatticeMico32のアーキテクチャ
12-2 ハードウェアの開発
12-3 ソフトウェアの開発
第13章 共有メモリ型マルチコア・システムの設計
LatticeMico32による実現と評価
13-1 マルチプロセッサ環境の構築
13-2 マルチプロセッサ・システムのハードウェア
13-3 マルチプロセッサ・システムのソフトウェア
13-4 性能評価
第14章 Nios IIの活用法
CPUコアの実装とソフトウェア開発
14-1 Nios IIのアーキテクチャ
14-2 ハードウェア開発環境
14-3 Nios IIをFPGAに組み込む
第15章 組み込みOSの活用法
Nios IIとμClinuxを実装したシステムLSIの実現
15-1 ソフト・マクロのCPUと組み込みLinux
15-2 μClinuxをFPGA単体で動かしてみる
第16章 標準マイコン互換コアの活用法
H8S C200コア・レビュー
16-1 H8S C200コアの概要
16-2 評価用ハードウェアとソフトウェア
電源回路設計
第17章 FPGAに求められる電源システムの設定法
低電圧・多電源化に対応する回路設計技術と部品選択法
17-1 最新LSIの電源条件と回路設計時の問題
17-2 多電源システムを正しく動かす
17-3 電源ノイズの抑え方
17-4 システム起動で失敗しないための注意点
17-5 オンボード電源選択法
第18章 FPGAの消費電力を見積もる
電源回路の設計や熱対策に不可欠
18-1 FPGAで消費電力が問われる理由
18-2 FPGAの消費電力
18-3 FPGAの消費電力の見積もり方
18-4 PowerPlay Early Power Estimatorの使い方
18-5 PowerPlay Power Analyzerの使い方
第19章 Power ManagerIIの電源管理機能を使いこなす
電源とシステムの挙動を監視して安定度を高めるシステム設計技法
19-1 ispPAC-POWR607の特徴
19-2 大規模FPGAボードの電源管理
19-3 設計時の留意点
第20章 FPGA向け電源回路設計事例集
DC-DCモジュール，スイッチング・レギュレータ，リニア・レギュレータの活用
20-1 高速データ処理向け大規模FPGA搭載PCI Expressカードの電源設計
20-2 大規模FPGA搭載PCI Express評価ボードの電源設計
20-3 ディジタル信号処理向け高性能FPGA搭載ボードの電源設計
20-4 低コストFPGAを搭載するPCI Expressボードの電源設計事例
20-5 低コストFPGA向けスイッチング・レギュレータ回路の設計事例
20-6 小規模FPGA向けスイッチング・レギュレータ回路の設計事例
20-7 高性能FPGA向けスイッチング・レギュレータ回路の設計事例
20-8 小規模FPGA向けリニア・レギュレータ回路の設計事例