こんにちは、アルバイトの谷津です。

突然ですがみなさんはFPGAという言葉を聞いたことがあるでしょうか？

FPGA（英: field-programmable gate array）は、製造後に購入者や設計者が構成を設定できる集積回路であり、広義にはPLD（プログラマブルロジックデバイス）の一種である。 現場でプログラム可能なゲートアレイであることから、このように呼ばれている。

引用:https://ja.wikipedia.org/wiki/FPGA

とまあ説明はこんな感じです。要は作りたい論理機能を自分のPCで作れる何度でも書き換え可能なデバイスですね。

今回はこのFPGAボード[DE0-Nano (Cyclone IV EP4CE22F17C6N)]を用いてLEDの点灯を行ってみたいと思います。

まずは…

1. QuartusⅡをインストール
2. USB-Blasterドライバをインストール

を行います。

1についてはhttps://www.altera.co.jp/downloads/download-center.htmlからDLできます。(Windows版とLinux版だけなのが残念ですが…)

バージョンについては特に指定はありませんが今回使うのはCyclone IVなのでそれをサポートするエディションにだけ注意してインストールを行ってください。

これらが終わったら次は実際に起動してみましょう。

このような画面が出てきます。

出てきたらプロジェクトを作成します。

[File]->[New Project Wizard…]を実行し、プロジェクトのディレクトリ、プロジェクト名、最上位階層のブロック名を入力します。

ブロック名は大文字小文字の区別があるので気をつけてください。

今回はこのように名前をつけます。

その後、デバイスファミリーとデバイスの選択を行います。

今回使用するのはDE0-Nano (Cyclone IV EP4CE22F17C6N)なので

このように指定します。

他の項目は今回は使わないのでNextをクリックして、最終確認画面で確認がすんだらFinishをクリックします。

これでプロジェクト生成は終わりです。

次にピンアサイン設定を行います。

PinPlannerによる設定など様々な設定方法がありますが、付属のCDにピンアサインのファイルが添付されています。

それが一番簡単な方法なのでそれを使いましょう。

[Assignments]->[Import Assignments…]から付属CDのDE0_Nano_GOLDEN_TOPの中にあるDE0_Nano.qsfを持ってきて指定します。

それが終わったらあとは実際に回路を書いてみましょう。

[File]->[New]からVerilog HDLファイルを指定し、OKをクリックします。

このように書き、led.vというファイル名で保存します。

書き終えたらコンパイルを行います。

Start Compilationアイコンをクリックするとコンパイルが開始されます。

少し時間がかかるので気長に待ちましょう。

コンパイルが終わったらいよいよFPGAボードで動作確認です。

FPGAボードにACアダプタとパソコンをUSBケーブルで接続してください。

Programmerアイコンをクリックし、Hardware Setupを開きます。

そしてUSB-Blasterを選択し、Startボタンをクリックするとコンフィグレーションが開始されます。

すると…

光った！

…とまあこんな感じです。

実際にFPGAが使われている有名な例としてはこんなのがあったりします。

マイクロソフトはどうやってBingをFPGAで実装したか

参考程度に。

ぜひ皆さんもこの機会にFPGAにトライしてみてはいかが？