技術資料ダウンロ―ド
組み込みハードウェア 設計開発ナビ
組み込みハードウェアで機器専用のデジタル回路を搭載するシーンにおいてはFPGAが利用されることがあります。大規模回路を搭載でき後から書き換えができて非常に便利なFPGAですが、小ロット・短納期などのニーズに合わせて採用を検討する際には工夫が必要です。ここでは組み込みハードウェアにおけるFPGA活用の際のポイントをご紹介します。
組み込みハードウェアを設計開発する上でのポイント
FPGAは大規模回路を搭載することができる半面、通電中にどのように動作しているか把握しづらく、試作後にデバッグ時間がかかることがあります。最終動作で問題が大きくならないようなるべく小さい機能単位で確認を行いながら設計を進めていきます。
・ボトムアップ設計によるデバッグ工数短縮
基本機能から実装してテストし、徐々に機能を追加したサブモジュールを作成して進めます。
最終的なプロジェクトは論理合成に時間がかかることが多いため個々のモジュールごとにプロジェクトを分けて確認を行い、トップレベルではモジュール間の接続確認を行います。
・回路テストのための回路
必要に応じてモジュールテストのためのテストモジュールを作成し相互に動作させて確認を行います。実ICの動作テストや、通信異常時の問題の切り分けを行う場合にも有効です。
・ソフトウェア併用によるデバッグ工数短縮
動作が多岐に渡るケースではマイコンとFPGAを併用し、メインの動作をC言語で記述した方が、現場での調整、のちの設計変更などにスムーズに対応することができます。動作ステータスや各モジュールの動作パラメータを外部から参照・設定可能なレジスタとすることでハードウェアの動作・用途に幅をもたせられるよう考慮します。要求に合わせて短時間で動作を調整できるように構成することでデバッグ工数の短縮を図ります。
当社の組み込みハードウェア 設計代行事例
POINT VMEバスボード リバースエンジニアリング
稼働中の産業機械について、68000 CPU基板が使用されており、ゲートアレイとして過去にお客様が製作されたASICが搭載されていましたが、再製作が困難の状況となっていました。
該当のASICにはZ80SIOが含まれておりましたが、CPUソースコードから使用されているレジスタや動作を追跡して互換IPを作成して対応しました。
古い回路のためIO電圧が5Vでしたがレベル変換のためのICを配置するスペースがなく5V動作可能なFPGA、CPLDを選定しなくてはならないなどの課題がありましたが、個々の回路の検証を行った上で実際に設備を使用されているエンドユーザ様に直接赴き実機確認まで行いました。プリント基板の設計、部品実装も社内一貫で対応しました。
組み込みハードウェア に関する関連記事
-
FPGAとは？メリット・デメリットについて解説！
詳細はこちら本記事ではFPGAとは何かについて、わかりやすく解説します！
FPGAとよく混同されがちな、マイコン、CPU、CPLD、DSP、GPU、ASIC、ASSPとの違いについてや、メリットデメリットについて詳しく解説します！ -
組み込み機器とは？組み込み機器の例、構成、設計事例、IoTとの関係について解説！
詳細はこちら組み込み機器とは、コンピュータを埋め込み、ある特定の機能を実現したシステムを用いて作られた機器のことを言います。当記事では、組み込み機器とは？組み込み機器の例・構成・設計事例・IoTとの関係について詳しく解説します。組み込み機器の基礎知識を知りたい方に是非読んでいただきたい記事です！ぜひご覧下さいませ。
-
組み込みソフトウェアとは？搭載機器や開発の流れ、開発言語について解説！
詳細はこちら組み込みソフトウェアとは、ある特定の機能を実現したシステムを用いて作られた機器に搭載され動作を制御するプログラムのことです。
この記事では、組み込みソフトウェアを搭載している機器の具体例、開発の流れ、そのプログラミング言語を解説しています。組み込みソフトウェアの基礎知識を知りたい方にぜひ読んでいただきたい記事です！ぜひご覧下さいませ。 -
組み込みハードウェアとは？組み込みハードウェアの種類・設計要素・設計のポイントを解説！
詳細はこちら組み込みハードウェアとは、「組み込み機器に使用される、特定用途に限定されたハードウェア」のことです。当記事では、組み込みハードウェアとは？組み込みハードウェアの種類・設計要素・設計のポイントについて詳しく解説します。組み込みハードウェアの基礎知識を知りたい方に是非読んでいただきたい記事です！ぜひご覧下さいませ。
0246-43-4001