書店員向け情報 HELP
出版者情報
インターフェースZERO No.04 Hello Worldから始めるFPGA入門
2大メーカXilinx,Alteraのお手軽ボードでチョコッと体験!
- 書店発売日
- 2013年6月5日
- 登録日
- 2015年8月13日
- 最終更新日
- 2015年8月13日
紹介
本書では,はじめにハードウェア・プログラミング言語(HDL)を使用して,「Hello World」を表示させるプログラムを作成したり,画像データをカラーからグレースケールに変換するプログラムを作成します.その後,論路設計特有のプログラミング方法を解説します.
C言語を使用したソフトウェア・プログラミングと,HDLを使用したハードウェア・プログラミングを比較しながら解説することにより,FPGAで論理回路を開発する方法を解説します.プログラマが初めてFPGAによる開発を始める際にオススメの書籍です.
目次
◎ソフトウェアとハードウェアの関係を理解する
○第1章 ハードウェア・プログラミングを始める第一歩
1.1 もし○○なプログラムが書けたなら…
1.2 ハードウェア・プログラミングの特徴を理解する
1.3 プログラミング可能なハードウェア…FPGA
1.4 FPGA開発に必要な言語,ツール,開発手順を確認する
◎Hello World表示や標準入出力の基本プログラムを書く
○第2章 HDLだって,ふつうのプログラミング言語
2.1 プログラミングはHello Worldから始まる
2.2 対話型のあいさつプログラムを作る
2.3 catもどきプログラムを作る
◎HDLだから記述できる並列処理にチャレンジ!
○第3章 画像ファイル解析プログラムを作成しよう!
3.1 画像データ・ファイルを表示する
3.2 カラー画像をグレースケール化する
3.3 プログラムの一部を並列処理に変更する
3.4 パイプライン並列化とデータ並列化にチャレンジ!
◎ポータブルなVerilog HDL処理系で学ぼう
○Appendix 1 無償シミュレータ「Icarus Verilog」のインストール方法
◎ハードウェアをプログラムする基本ルールを習得する
○第4章 VHDLとVerilog HDLの基礎概念と文法
4.1 ハードウェア記述言語の基本概念
4.2 VHDLの基本文法のルール
4.3 Verilog HDLの基本文法のルール
◎ハードウェア・プログラミング的な「Hello World!」で始める
○第5章 Xilinx&AlteraのFPGA開発ツールの使い方
5.1 FPGA評価ボードを用意しよう
5.2 ハードウェアでの“Hello World”は“LEDチカチカ”
5.3 Xilinx社のFPGAでLEDをチカチカさせる
5.4 Altera社のFPGAでLEDをチカチカさせる
コラム5.1 光るデバイス――発光ダイオード(LED)
コラム5.2 ハードウェアの素性とピン配置の調べ方
◎ハードウェア設計を意識した回路シミュレーションを体験しよう!
○第6章 シミュレータISim,ModelSimの使い方
6.1 FPGAがなくてもHDLモジュールの動作を確認できる
6.2 シミュレーションに必要なもの――テストベンチ
6.3 「LEDチカチカ」ハードウェア用のテストベンチの作成
6.4 Xilinx用シミュレータISimの使い方
6.5 Altera用シミュレータModelSimの使い方
◎インターネットから無償で手に入る!
○Appendix 2 FPGA開発環境のインストール方法
A2.1 Xilinx社の開発ツールのインストール
A2.2 Altera社の開発ツールのインストール
A2.3 ModelSim Altera Editionのインストール
◎カウンタ,算術演算,マルチプレクサ,7セグメントLED,乱数生成器,シリアル送受信モジュール
○第7章 コピペできる!VHDL/Verilog HDLの基本プログラム集
7.1 基本的なハードウェア(1)――カウンタ
7.2 基本的なハードウェア(2)――ワンホット・カウンタ
7.3 算術演算にチャレンジ――ビットの数え上げ
7.4 デバイス共有の必須モジュール――マルチプレクサ
7.5 表示器――7セグメントLED用デコーダ回路
7.6 ランダムな振る舞いを実現――乱数生成器
7.7 パソコンとのインターフェースの基本――シリアル送受信モジュール
◎ステート・マシン,モジュール化,階層設計,IPコアの活用で効率的な設計を目指す
○第8章 大規模ハードウェア・プログラミングに挑戦する
8.1 ステート・マシンを実装する
8.2 プログラムをモジュール化して再利用する
8.3 モジュール間で協調動作する――リクエスト‐ビジ―方式
8.4 ハードウェア・プログラミングのライブラリ――IPコア
◎製作事例で学ぶ(1) 小さなモジュールを組み合わせて並列処理する方法
○第9章 オセロ・ゲームをFPGAに実装しよう
9.1 今回作成するオセロ・ゲームの仕様
9.2 小さな回路モジュールに分解する
9.3 ゲームの進行とゲーム盤を管理する
9.4 石が挟まれたことを判定する
9.5 FPGAとパソコンが通信するには
9.6 FPGAで作ったオセロ・ゲームで遊ぼう!
9.7 もっと強いオセロ・プレーヤを作りたい!!
◎製作事例で学ぶ(2) 画像処理を専用ハードウェア化する方法
○第10章 画像のグレースケール処理をFPGAで動かしてみよう
10.1 ソフトウェア実装とハードウェア実装の違い
10.2 画像をグレースケール化する処理の仕様
10.3 合成/コンフィギュレーションする
10.4 ディスプレイに出力する
◎オセロ・ゲームや画像処理をハードウェアで動かそう!
○Appendix 3 FPGA評価キットの入手方法
A3.1 FPGAボードを選ぶときのポイント
A3.2 Xilinx社FPGAの評価キット
A3.3 Altera社FPGAの評価キット
上記内容は本書刊行時のものです。