作業の目次

1. プロジェクトの作成
2. 回路図の表示
3. 電圧シミュレーション
4. ソースコードのコンパイル ← (here)

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ソースコードのビルド

以下では、Vivadoに登録したソースコードをコンパイルする手順を説明します。 実行には時間を要します(早いコンピュータで1分、遅いコンピュータで10分程度)。

基本的な操作の流れは以下の通りです。

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つまり以下の4つの操作を行えば、FPGA評価ボード上で回路が動きます。

1. Run Synthesis (論理合成)
2. Run Implementation (配置配線)
3. Generate Bitstream (ビットストリームのファイルを生成)

これらの意味については、本書の132ページで説明しています。 以下では作業内容を具体的に見ていきます。

1. 論理合成

左パネルのSYNTHESIS内のRun Synthesisをクリックすると、以下のダイアログが表示されるので、OKを押します。 これで論理合成の処理が走ります。 しばらく時間がかかります。

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しばらく待つと論理合成が終了し、以下のダイアログが表示されます。 まだOKボタンを押さなくても大丈夫です。

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2. 配置配線

以下のようにRun Implementationが選択されていることを確認し、OKを押します。

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以下のダイアログが表示されるので、OKを押します。 これで配置配線の最適化が走ります。 しばらく時間がかかります。

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しばらく待つと配置配線が終了し、以下のダイアログが表示されます。 まだOKボタンを押さなくても大丈夫です。

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3. ビットストリームのファイルの生成

以下のようにGenerate Bitstreamを選択し、OKを押します。 誤って未選択のままOKボタンを押した場合は、左側のパネルの下方のGenerate Bitstreamをクリックして下さい。

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以下のダイアログが表示されるので、OKを押します。 これでビットストリーム・ファイルの生成処理が走ります。 しばらく時間がかかります。

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しばらく待つとビットストリームのファイルが生成され、以下のダイアログが表示されます。 まだOKボタンを押さなくても大丈夫です。

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ちなみにビットストリームのファイルは、プロジェクトフォルダの以下のパスに生成されます。

chapter13\td4\td4.runs\impl_1\top.bit

FPGA評価ボードへの書き込み

コンパイルで得られたビットストリームのファイルを、FPGA評価ボードに書き込む方法を説明します。 なおFPGA評価ボードを持っていない方は、ここで作業完了。 お疲れさまでした。

以下ではFPGA評価ボードとして Arty-S7-50 を例に説明します。 Arty-S7-25やArtyについても、作業内容は全く変わりません。

まず以下のように、FPGA評価ボードとパソコンを、マイクロUSBケーブル (スマホのAndroidを充電するケーブル) で繋ぎます。

arty-s7-1

ダイアログのOpen Hardware Managerを選択し、OKを押します。 ダイアログが消えた場合は、左側のパネルからOpen Hardware Managerを選択して下さい。

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以下のOpen targetをクリックして下さい。

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以下のAuto Connectを選択します。

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うまくいけば、以下のようにFPGA評価ボード (Arty-S7-50) の検出に成功します。 これを確認した後、Program Deviceをクリックします。

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書き込むビットストリームのファイルを選択します。 以下の...のところをクリックして下さい。

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以下の chapter13\td4\td4.runs\impl_1 のフォルダを開いて下さい。

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以下の top.bit を選択してください。 これがさっきのコンパイルで得られた、ビットストリームのファイルです。

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以下の Program のボタンを押して、FPGA評価ボードへの書き込みを完了して下さい。

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これでArty-S7-50上で回路が動き始めます。 本書の166ページに記載したキッチンタイマーのプログラムが走るはずです。

FPGA評価ボードの動作

動作を理解するために、まず Arty-S7-50 の各部について説明します。

• 左下には緑のLEDが4個並んでいる。これがTD4の外部出力(ディスプレイ)に対応する
• 下部にはスライドスイッチが4個並んでいる。これがTD4の外部入力(キーボード)に対応する
• 右上のリセットボタンを押すと、キッチンタイマーがリセットされる

スイッチを「上上上下」に設定し、リセットボタンを押してみます。 すると以下のように、LEDが「光光光消」のように点灯します。

arty-s7-2

要するにスイッチで入力した値が、LEDで表示されているのです。

そして10秒待つと、以下のようにLEDが4つとも点灯します。

arty-s7-3

さらに10秒待つと、全てのLEDが一斉にチカチカと点灯を始めます。

arty-s7-4

これで10秒を測ることができました。 スイッチを変更して右上のリセットボタンを押せば、10秒から160秒までの好きな時間を測ることが可能です。

キッチンタイマーに飽きたら、左上のボタンを押して回路を消去して下さい。 これでFPGA評価ボードが購入時の状態に戻ります。

以上で全ての作業が終わりです。 一通りFPGAの動かし方がつかめたと思います。 さらに先の話題としては、以下の2つがあります。

• FPGA評価ボードの電源を落としても、回路が消えないようにする (回路をフラッシュROMに書き込む)
• FPGA評価ボードとパソコンの間で、情報を送受信する(UARTを使う)

Arty-S7-50 であれば、これらを簡単に実現できます。 (そのうち説明用のページを追加します)

それでは本書の方に戻って下さい。 お疲れさまでした！