LT駆動開発 18 - 秋(not 安芸)の宮島で発表したスライドです。

1. FPGAで遊んでみた
LT駆動開発 18 - 秋(NOT 安芸)の宮島

2. 自己紹介
名前：Akira345
職業：某社インフラ担当
元 PL/SQLバッチプログラマー

3. インフラ屋が何故FPGA?

4. LT駆動開発 18 - 秋(NOT安芸)の宮島

5. LT駆動開発 18 - 秋(NOT 安芸)の宮島

6. LT駆動開発 18 - 秋( 安芸)の宮島

7. 御静聴ありがとうございました。

8. FPGAとは？
• 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。
• FPGAの動作を定義するには、ユーザーがハードウェア記述言
語 (HDL) または回路図で設計を提供する。大規模な場合は回路図
よりもHDL方式の方が適している。しかし、回路図の方が設計の視覚
化が容易で事前に確認しやすい場合もある。
（Wikipediaより）

9. ざっくりいうと
• プログラム可能なハードウ
エア
• オリジナルのLSIが作れる。
• CPUやゲーム機をまるっと
1Chipに収めることが出来る。
• ハードなのに書き換えが出
来るので、半田付けしなくて
も回路を変更できる。
• オープンソースな回路もあ
る。

10. VHDLとは？
• デジタル回路設計用の、ハードウェア記述言語の一種である。EDA分
野における標準の一つで、主として論理回路の設計に、特にFPGAや
ASICなどの設計で使われる。規格が存在し、IEEE 1076-2008 で
ある。
• 米国防総省のプログラミング言語であるAdaの影響が大きく、その構
文は（Adaと同じく）いわゆる「ALGOL系」である。規格では、ケー
ス・インセンシティブ（大文字、小文字の区別をしない）としている。
（Wikipediaより）

11. Ada

12. Adaとは？
• Ada（エイダ）は、プログラミング言語の一つ。Pascalに類似した文
法と、高度な型の体系をもつ。
• 史上初のプログラマとされるエイダ・ラブレスの名前にちなんでAdaと命
名されているため、ADAと表記するのは誤り。
• ボーイング777や、F-22戦闘機の制御ソフトウェアはAdaによって書か
れている。
（Wikipediaより）

13. 突然のPL/SQL
• PL/SQL（ピーエル・エスキューエル）は、Oracle社が、Oracle
Databaseのためにコンピュータのデータベース言語SQLを独自に拡
張したプログラミング言語である。
• PL/SQLの文法・構文はAda言語をベースにしている。 Oracle
Corporation CEOのラリー・エリソンが、Oracle を開発する前に国
防総省向けのシステム開発をAda言語によって行っていた。その経緯
からAda言語を元にすることを採用したと推測される。
（Wikipediaより）

14. architecture Behavioral of LED is
begin
process(sw01)
begin
if (sw01 = '1') then
led <='1';
else
led <='0';
end if;
end process;
end Behavioral;
Create or replace Procedure sample as
sw number;
begin
sw := 1;
if (sw = 1) then
sw := 0;
else
sw := 1;
end if;
End;
/
何となく似ている！！

15. なんか出来そう！

16. トレーニングボードの入手

17. 開発環境入手

18. コードから回路が生成されて・・

19. 完成

20. ヤバイ！楽しい！！
• 書き込み方法はこちらにまとめてます。
http://junkbox.wicurio.com/index.php?
VHDLから作成

21. ちなみに回路図からも書き込めます
やり方はこちらに→http://junkbox.wicurio.com/index.php?回路図から作成

22. 余談ですが・・・
• CPUをFPGAで作ろうと思うと、どうしますか？
• 回路を真面目に書く？？
A B C S
0 0 0 0
0 1 0 1
1 0 0 1
1 1 1 0

23. ようは入力に対する出力が合えばいいよね？
process(A,B) begin
c<=‘0’; S<='0';
if (A='0' and B='0') then
C <=‘0’; S <='0';
end if;
if (A='0' and B='1') then
C <='0'; S <='1';
end if;
if (A='1' and B='0') then
C <='0'; S <='1';
end if;
if (A='1' and B='1') then
C <='1'; S <='0';
end if;
end process;
A B C S
0 0 0 0
0 1 0 1
1 0 0 1
1 1 1 0

25. ルックアップテーブルといいます。
ROM やRAM などのメモリにあらかじめ計算した値をテーブルとして書き
込んでおき，その値を必要に応じて参照するためのテーブルをLUT
（ルックアップ・テーブル）といいます．例えば，ある関数y ＝f（x）を
LUT で処理するためには，はじめにf（x）の値をあらかじめ計算してお
き，メモリに記録します．メモリのアドレス線に入力x を与えると，メモリ
のデータ線にy が出力されます．複雑な関数を回路で実現すると回路
規模や動作速度の面で不利になる場合がありますが，LUT を使用す
れば高速かつ小面積化が期待できます．
（FPGA用語集より）

26. ざっくり言うと
• 要するにカンペです。（笑）
• 三角関数を覚えても云々な話がありましたが（ぉ
三角関数やルートなどあらかじめ計算した結果を記録しておいて、
対応する入力値に対し応答すれば、それは計算しているのと等価。
• ルートの計算方法忘れても、√2=1.4142・・・・と覚えていれば。
• すべての入力に対する出力結果を記録し、模倣すれば同じものが作
れる。