FPGA(Field Prgramble Gate Array)とは、ユーザが手元で自由にプログラミングすることができるＬＳＩである。つまり自分が欲しいと思う機能をもつＬＳＩを手軽に手元で作ることができる（＝プログラミングできる）物である。ＦＰＧＡはＣＰＵのような複雑な構造のディジタル回路を実現するのにむいているが、高速な動作は期待できない。 基本的には、ＡＮＤやＯＲなどからなる組み合わせ回路やフリップフロップを実現できる論理ブロックと、それらを接続するための配線領域からなっている。またFPGAボードでは、デジタル信号しか処理できない。なお、標準MIRSにおいて使用できるポート数は１０個である。
利点
- プログラミング可能で、柔軟性がある
- ＰＬＤと比較するとＣＰＵ等の複雑な回路を実現するのにむいている
問題点
- 利用されないゲートがかなり出てくる
- 遅い
- 高い
MIRSで使うFPGAボードについて
| FPGAボード |
標準ゲート数：10,000、RAM ビット数：6,144、ユーザI/O数：134、ISA bus |
下は基本的なFPGAボードの図である。
- 取扱い説明
- FPGAボードのセット方法
FPGAボードが、MIRSATLM FPGAボード製造仕様書の指示に従い作成されていることを確認する。
バックプレーンに指しこむ。 - Maxplus2での回路情報の呼び出し方法
<手順>
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1.圧縮ファイル をダウンロードする。
2.isaio.zip を適当なフォルダで解凍する。
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※圧縮ファイルの内容
isaio.zip には以下のファイルが入っている。
1)isaio.ttf
2)isaioの回路情報ファイル - FPGAボードのセット方法
- MIRSATLM
FPGAボード超音波センサモジュールは超音波センサボードで超音波の送受信を行うためのものであり、FPGAボード内のFPGAチップに構成される。この機能を実現するためにMIRSXATLM
FPGAボード超音波センサモジュールでは以下のような機能構成を持つ。
16bitのアドレスデータからモジュールセレクタ信号を作り出し、AEN信号に合わせて各モジュールに出力する。また、各モジュールが16bitのデータ入出力を行えるように IOCS16 信号を制御する。
2.液晶ディスプレイ制御モジュール
CPUから送られてくる8bitの液晶ディスプレイボード制御信号の出力制御を行う。
3.モータパワー制御モジュール
CPUから送られてくる速度データをPWM変換し、同じくCPUから送られてくる方向データと共に出力する。
4.ロータリーエンコーダ制御モジュール
ドーターボードに搭載されているロータリーエンコーダカウント回路の制御信号の出力制御と8bitのロータリーエンコーダカウント値の入力制御を行う。
5.超音波センサ信号処理モジュール
CPUから超音波センサ選択信号を受けると、2bitの超音波センサ選択信号、超音波の送信信号となる幅0.4[ms]、周波数約40[kHz]のパルスと、回りこみ除去回路へのタイミングパルスである受信タイミング信号を出力する。又、超音波センサから受信信号を受けとると、割り込み信号を、割り込み信号のリセットを行うまでCPUへ出力し続ける。
6.タッチセンサ、赤外線センサ、パワーオン信号処理モジュール
赤外線センサボードから送られてくる断続的なパルス信号の引き伸ばしを行う。
6bitの赤外線センサ信号、6bitのタッチセンサ信号、1bitのパワーオン信号を16bitのTIP信号としてCPUに出力する。
上記の3種類の信号に変化が生じた時に、CPUから割り込みリセット信号が来るまでCPUに割り込み信号を出力する。
7.ダミーモジュール
ISAバスの信号の内、ATLMIRS用の各モジュールで使用しない信号をハイインピーダンスに接続する。
- タッチセンサ信号の処理
- (白線感知センサ信号の処理)
- 赤外線センサ信号の処理
- パワーオン信号の処理
- 超音波センサ信号の処理
- ロータリーエンコーダ信号の処理
- 液晶表示ディスプレイ制御信号の処理
- モータパワー制御信号の処理
- ハードウェア割り込み処理
- 上記の各入出力機能の制御