Last Update 2024/08/01
液晶表示からSDメモリーカード制御まで…できることがパッと広がる
すぐに動き出す!FPGAスタータ・キットDE0 HDL応用回路集
※ご注意:当書籍にはFPGA基板は付属しておりません．
FPGA基板DE0は，ソリトンウェーブで販売しています．
B5判 240ページ
はがき1枚付き
定価6,160円(税込)
JAN9784789848206
2013年5月1日発行
好評発売中！
本書は，既刊『超入門！FPGAスタータ・キットDE0で始めるVerilog HDL』(前著)の応用編として構成されています．前著と同じく低価格で高性能なFPGAボードDE0を使用して，A-D/D-AコンバータICとインターフェースする方法，ロータリ・エンコーダを読み取る方法をはじめ，Nios IIを使ったエンベデッド・プロセッサ・システムの作り方，PS/2インターフェースの実装，SDメモリーカード・インターフェースの実装，Cyclone III独特の内蔵PLLとM9Kメモリの使用方法や外付けSDRAMの制御方法，VGAグラフィクスの表示方法などを詳しく解説しています．
※ご注意:当書籍にはFPGA基板は付属しておりません．
FPGA基板DE0は，ソリトンウェーブで販売しています．
※ご注意:当書籍にはFPGA基板は付属しておりません．
FPGA基板DE0は，ソリトンウェーブで販売しています．
目次
第1章 FPGA開発学習ボードDE0の特徴
DE0各部の名称と内部ブロック
Cyclone IIIファミリの特徴
DE0の拡張コネクタ
二つのプログラム・モード
DE0テスト・プログラムで動作確認
周辺デバイス・テスト・アプリケーション「コントロールパネル」
第2章 FPGAの開発方法とツールのインストール
一般的なFPGAの開発方法
マイコンとFPGAの比較
FPGAに組み込むマイコン「エンベデッド・プロセッサ」
Cyclone IIIに内蔵されているFPGAの補助機能
開発ツールQuartus II，Nios II EDSの入手とインストール
USBブラスタのドライバのインストール
第3章 Quartus II開発手順ガイド
開発の流れ
新規プロジェクトの作成
Verilog HDLソースの作成と追加
ピンのアサイン
コンパイル
プログラムのダウンロード
動作の確認
第4章 Qsys/Nios II開発手順ガイド
新規プロジェクトの作成
コンポーネントの登録
コンポーネントの接続
モジュールの生成
プロジェクトへのモジュールの追加
テスト・プログラムの作成と実行
第5章 実験の準備
使用する部品
ブレッドボードの使い方
16文字×2行LCDモジュールをDE0に接続
共通ピン・アサインのプロジェクトPinAssign
第6章 PWMを使ったLEDイルミネーション
きれいに見えるフルカラーLEDの制御方法
回路図とブロック図
プログラムの詳細
動作確認
第7章 ROMテーブルを使った88音 電子ピアノ
方形波でスピーカを駆動
電子ピアノの仕様
音階と周波数の関係
音階テーブルの作成
方形波の生成
回路図とブロック図
プログラムの詳細
動作確認
第8章 正弦波ROMテーブルを使った電子音叉
PWM制御信号を正弦波に変換
PCMデータの作成
電子音叉の仕様
回路図とブロック図
プログラムの詳細
波形の観測
第9章 ロータリ・エンコーダを読む/基礎編
ロータリ・エンコーダの動作
回路図とブロック図
プログラムの詳細
動作確認
第10章 ロータリ・エンコーダを読む/高分解能編
回路図とブロック図
プログラムの詳細
動作確認
第11章 SPI接続A-Dコンバータで電圧入力
10bit A-DコンバータMCP3002
回路図とブロック図
SPIインターフェースの作り方
プログラムの詳細
動作確認
第12章 SPI接続D-Aコンバータで波形生成
12bit D-AコンバータMCP4922
回路図とブロック図
プログラムの詳細
波形の観測
第13章 PS/2マウス・インターフェースの実装
PS/2 インターフェースとは
DE0 のPS/2 インターフェース
PS/2 インターフェースの詳細
実装するPS/2 マウス・インターフェースのコマンド
プログラムの仕様
プログラムの詳細
動作確認
第14章 SDメモリーカード・インターフェースの実装
DE0のSDメモリーカード・インターフェース
SPIインターフェースについて
SDメモリーカードのSPIモード
プログラムの作成
動作確認
ロジックとマイコンの使い分け
第15章 Nios II/内蔵メモリでLCDモジュール制御
DE0 のLCD モジュール・インターフェース
LCD モジュールの制御方法
ハードウェアの構成と準備
Nios IIプログラムの作成
動作確認
補足：Nios II プロジェクトをインポートする方法
第16章 SDメモリーカード・データ・ロガーの製作
SDメモリーカード・データ・ロガーの仕様
ハードウェアの構成
Nios II プログラムの作成
動作確認
第17章 Cyclone III内蔵PLLの使い方
内蔵PLL のテスト回路
プログラムの作成手順
動作確認
第18章 外付けSDRAMの使い方
トップ・モジュールの作成
コア・モジュールの作成
位相の合ったクロックを供給するために内蔵PLLを使用
クロックの設定
クロック・ソースの変更
コア・モジュールの呼び出し
ピン・アサインとコンパイル
動作確認
第19章 独自デバイスをNios IIに追加する方法
Qsysで独自デバイスを追加する方法
独自デバイス・テスト・プログラムの作成
第20章 内蔵メモリとSDRAMでVGAグラフィック表示
グラフィック・ディスプレイのブロック図とタイム・チャート
トップ・モジュールの作成
内蔵メモリでVRAM(デュアル・ポートRAM)の構成
VRAMモジュールの作成
コア・モジュールの作成
Nios IIのソース・プログラムと動作確認
第21章 IC温度センサを使った温度計の製作
温度センサMCP9701の特徴
温度計の仕様
ディジタル温度計のブロック図
温度変換ROMの作成方法
VBScriptを使ったMIFファイルの作成
温度変換ROMモジュールの作成
プログラムの作成
動作確認
第22章 Verilog HDL簡易リファレンス
コメント
定数
テキスト・マクロ
モジュール
ワイヤとレジスタ
assign文
always文
if文
case文
function文
モジュールのインスタンス化
モジュール・パラメータ
RAMの作成
ノンブロッキング代入文
付録 本書で使用したDE0各部のピン配置
第1章 FPGA開発学習ボードDE0の特徴
DE0各部の名称と内部ブロック
Cyclone IIIファミリの特徴
DE0の拡張コネクタ
二つのプログラム・モード
DE0テスト・プログラムで動作確認
周辺デバイス・テスト・アプリケーション「コントロールパネル」
第2章 FPGAの開発方法とツールのインストール
一般的なFPGAの開発方法
マイコンとFPGAの比較
FPGAに組み込むマイコン「エンベデッド・プロセッサ」
Cyclone IIIに内蔵されているFPGAの補助機能
開発ツールQuartus II，Nios II EDSの入手とインストール
USBブラスタのドライバのインストール
第3章 Quartus II開発手順ガイド
開発の流れ
新規プロジェクトの作成
Verilog HDLソースの作成と追加
ピンのアサイン
コンパイル
プログラムのダウンロード
動作の確認
第4章 Qsys/Nios II開発手順ガイド
新規プロジェクトの作成
コンポーネントの登録
コンポーネントの接続
モジュールの生成
プロジェクトへのモジュールの追加
テスト・プログラムの作成と実行
第5章 実験の準備
使用する部品
ブレッドボードの使い方
16文字×2行LCDモジュールをDE0に接続
共通ピン・アサインのプロジェクトPinAssign
第6章 PWMを使ったLEDイルミネーション
きれいに見えるフルカラーLEDの制御方法
回路図とブロック図
プログラムの詳細
動作確認
第7章 ROMテーブルを使った88音 電子ピアノ
方形波でスピーカを駆動
電子ピアノの仕様
音階と周波数の関係
音階テーブルの作成
方形波の生成
回路図とブロック図
プログラムの詳細
動作確認
第8章 正弦波ROMテーブルを使った電子音叉
PWM制御信号を正弦波に変換
PCMデータの作成
電子音叉の仕様
回路図とブロック図
プログラムの詳細
波形の観測
第9章 ロータリ・エンコーダを読む/基礎編
ロータリ・エンコーダの動作
回路図とブロック図
プログラムの詳細
動作確認
第10章 ロータリ・エンコーダを読む/高分解能編
回路図とブロック図
プログラムの詳細
動作確認
第11章 SPI接続A-Dコンバータで電圧入力
10bit A-DコンバータMCP3002
回路図とブロック図
SPIインターフェースの作り方
プログラムの詳細
動作確認
第12章 SPI接続D-Aコンバータで波形生成
12bit D-AコンバータMCP4922
回路図とブロック図
プログラムの詳細
波形の観測
第13章 PS/2マウス・インターフェースの実装
PS/2 インターフェースとは
DE0 のPS/2 インターフェース
PS/2 インターフェースの詳細
実装するPS/2 マウス・インターフェースのコマンド
プログラムの仕様
プログラムの詳細
動作確認
第14章 SDメモリーカード・インターフェースの実装
DE0のSDメモリーカード・インターフェース
SPIインターフェースについて
SDメモリーカードのSPIモード
プログラムの作成
動作確認
ロジックとマイコンの使い分け
第15章 Nios II/内蔵メモリでLCDモジュール制御
DE0 のLCD モジュール・インターフェース
LCD モジュールの制御方法
ハードウェアの構成と準備
Nios IIプログラムの作成
動作確認
補足：Nios II プロジェクトをインポートする方法
第16章 SDメモリーカード・データ・ロガーの製作
SDメモリーカード・データ・ロガーの仕様
ハードウェアの構成
Nios II プログラムの作成
動作確認
第17章 Cyclone III内蔵PLLの使い方
内蔵PLL のテスト回路
プログラムの作成手順
動作確認
第18章 外付けSDRAMの使い方
トップ・モジュールの作成
コア・モジュールの作成
位相の合ったクロックを供給するために内蔵PLLを使用
クロックの設定
クロック・ソースの変更
コア・モジュールの呼び出し
ピン・アサインとコンパイル
動作確認
第19章 独自デバイスをNios IIに追加する方法
Qsysで独自デバイスを追加する方法
独自デバイス・テスト・プログラムの作成
第20章 内蔵メモリとSDRAMでVGAグラフィック表示
グラフィック・ディスプレイのブロック図とタイム・チャート
トップ・モジュールの作成
内蔵メモリでVRAM(デュアル・ポートRAM)の構成
VRAMモジュールの作成
コア・モジュールの作成
Nios IIのソース・プログラムと動作確認
第21章 IC温度センサを使った温度計の製作
温度センサMCP9701の特徴
温度計の仕様
ディジタル温度計のブロック図
温度変換ROMの作成方法
VBScriptを使ったMIFファイルの作成
温度変換ROMモジュールの作成
プログラムの作成
動作確認
第22章 Verilog HDL簡易リファレンス
コメント
定数
テキスト・マクロ
モジュール
ワイヤとレジスタ
assign文
always文
if文
case文
function文
モジュールのインスタンス化
モジュール・パラメータ
RAMの作成
ノンブロッキング代入文
付録 本書で使用したDE0各部のピン配置