目次

• 1. はじめに
  
• 2. FPGAボードとは
  
• 3. FPGA回路のダウンロード
  
• 4. 前年度の標準機とのFPGA回路の違い
  
• 5. 回路説明
  
• 6. 回路変更
  

1. はじめに

   
   本ドキュメントはMIRSで使用されるFPGA回路について詳しい説明を記したドキュメントである。
   FPGA回路はCPUからの信号を他のモジュールに送るために必須であり、回路の作り方によればFPGAボード単体でCPUの役割をすることが可能である。
   ここではMIRSで使われるFPGA回路の説明を記す。
   
   
   

2. FPGAボードとは

   
   FPGAはField Programmable Gate Arrayの略であり、自らが好きなように回路を書くことが出来、技術者の中でも広く多用されている集積回路である。
   しかし、FPGA内の回路を書くには専門知識が必須であり、沼津高専の授業であれば計算機基礎、計算機工学Ⅰ、Ⅱの知識が必要である。
   FPGAボードの回路を書くにはQuartusというアプリケーションを使うことで簡単に書くことが出来る。
   MIRSで使用するFPGAボードは以下の種類である。
   
   
   • MS104-FPGA/CⅢ
   
   
   

3. FPGA回路のダウンロード

   
   下記からMIRSMG3Gで使用するFPGA回路のデータをダウンロードできる。
   
   FPGA_MG3G_ver5.0.zip
   
   ダウンロードしたデータは Quartus II を用いてMIRSMG3D FPGA書き込み手順書にそって、コンパイル・書き込みを行う。
   

4. 前年度の標準機とのFPGA回路の違い

   
   前年度とのFPGA回路の違いは以下である。
   
   
   • モータ駆動部においてモータ制御を2pinから4pinに変更。
   • PWMキャリア周波数の変更。
   • 全ポートのピン配置の変更。
   
   
   

5. 回路説明

   
   上記から回路データをダウンロードし、Quartusを起動する。
   ダウンロードした回路データの中に"isa3.qpf"というファイルがあるのでそれを開くと以下のような回路図が見れる。
   
   
   
   
   
   FPGA回路は上の写真以外にもたくさんある。
   このドキュメントではMIRSの標準機を作成するうえで知っておけばよい部分だけ取り上げる。
   その内容は以下。
   
   
   • モータ駆動部
   • エンコーダ部
   • タッチセンサ部
   
   
   

   1. モータ駆動部

      
      FPGA回路でモータを管理している個所は以下の写真である。
      
      
      
      
      
      
      

   2. エンコーダ部

      
      FPGA回路でエンコーダを管理している個所は以下の写真である。
      
      
      
      
      
      
      

   3. タッチセンサ部

      
      FPGA回路でタッチセンサの入力を受け付けている個所は以下の写真である。
      
      
      
      
      
      
      タッチセンサの入力をCPUへ送信するシンボルは以下である。
      
      
      
      
      
      
      
   
   
   

6. 回路変更

   
   上記の内容を理解したうえで前年度のFPGA回路を変更する。
   詳細は以下のドキュメントに示してある。
   
   MIRSMG3G FPGA回路変更説明書