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インターフェースZERO

2大メーカXilinx,Alteraのお手軽ボードでチョコッと体験!

インターフェースZERO No.04

Hello Worldから始めるFPGA入門

B5判 224ページ
定価2,376円(税込)
JANコード:JAN9784789849357
2013年1月1日発行
三好 健文 / 著
好評発売中!

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 本書では,はじめにハードウェア・プログラミング言語(HDL)を使用して,「Hello World」を表示させるプログラムを作成したり,画像データをカラーからグレースケールに変換するプログラムを作成します.その後,論路設計特有のプログラミング方法を解説します.
 C言語を使用したソフトウェア・プログラミングと,HDLを使用したハードウェア・プログラミングを比較しながら解説することにより,FPGAで論理回路を開発する方法を解説します.プログラマが初めてFPGAによる開発を始める際にオススメの書籍です.
目次


ソフトウェアとハードウェアの関係を理解する
第1章 ハードウェア・プログラミングを始める第一歩
1.1 もし○○なプログラムが書けたなら…
1.2 ハードウェア・プログラミングの特徴を理解する
1.3 プログラミング可能なハードウェア…FPGA
1.4 FPGA開発に必要な言語,ツール,開発手順を確認する

Hello World表示や標準入出力の基本プログラムを書く
第2章 HDLだって,ふつうのプログラミング言語
2.1 プログラミングはHello Worldから始まる
2.2 対話型のあいさつプログラムを作る
2.3 catもどきプログラムを作る

HDLだから記述できる並列処理にチャレンジ!
第3章 画像ファイル解析プログラムを作成しよう!
3.1 画像データ・ファイルを表示する
3.2 カラー画像をグレースケール化する
3.3 プログラムの一部を並列処理に変更する
3.4 パイプライン並列化とデータ並列化にチャレンジ!

ポータブルなVerilog HDL処理系で学ぼう
Appendix 1 無償シミュレータ「Icarus Verilog」のインストール方法

ハードウェアをプログラムする基本ルールを習得する
第4章 VHDLとVerilog HDLの基礎概念と文法
4.1 ハードウェア記述言語の基本概念
4.2 VHDLの基本文法のルール
4.3 Verilog HDLの基本文法のルール

ハードウェア・プログラミング的な「Hello World!」で始める
第5章 Xilinx&AlteraのFPGA開発ツールの使い方
5.1 FPGA評価ボードを用意しよう
5.2 ハードウェアでの“Hello World”は“LEDチカチカ”
5.3 Xilinx社のFPGAでLEDをチカチカさせる
5.4 Altera社のFPGAでLEDをチカチカさせる
コラム5.1 光るデバイス――発光ダイオード(LED)
コラム5.2 ハードウェアの素性とピン配置の調べ方

ハードウェア設計を意識した回路シミュレーションを体験しよう!
第6章 シミュレータISim,ModelSimの使い方
6.1 FPGAがなくてもHDLモジュールの動作を確認できる
6.2 シミュレーションに必要なもの――テストベンチ
6.3 「LEDチカチカ」ハードウェア用のテストベンチの作成
6.4 Xilinx用シミュレータISimの使い方
6.5 Altera用シミュレータModelSimの使い方

インターネットから無償で手に入る!
Appendix 2 FPGA開発環境のインストール方法
A2.1 Xilinx社の開発ツールのインストール
A2.2 Altera社の開発ツールのインストール
A2.3 ModelSim Altera Editionのインストール

カウンタ,算術演算,マルチプレクサ,7セグメントLED,乱数生成器,シリアル送受信モジュール
第7章 コピペできる!VHDL/Verilog HDLの基本プログラム集
7.1 基本的なハードウェア(1)――カウンタ
7.2 基本的なハードウェア(2)――ワンホット・カウンタ
7.3 算術演算にチャレンジ――ビットの数え上げ
7.4 デバイス共有の必須モジュール――マルチプレクサ
7.5 表示器――7セグメントLED用デコーダ回路
7.6 ランダムな振る舞いを実現――乱数生成器
7.7 パソコンとのインターフェースの基本――シリアル送受信モジュール

ステート・マシン,モジュール化,階層設計,IPコアの活用で効率的な設計を目指す
第8章 大規模ハードウェア・プログラミングに挑戦する
8.1 ステート・マシンを実装する
8.2 プログラムをモジュール化して再利用する
8.3 モジュール間で協調動作する――リクエスト‐ビジ―方式
8.4 ハードウェア・プログラミングのライブラリ――IPコア

製作事例で学ぶ(1) 小さなモジュールを組み合わせて並列処理する方法
第9章 オセロ・ゲームをFPGAに実装しよう
9.1 今回作成するオセロ・ゲームの仕様
9.2 小さな回路モジュールに分解する
9.3 ゲームの進行とゲーム盤を管理する
9.4 石が挟まれたことを判定する
9.5 FPGAとパソコンが通信するには
9.6 FPGAで作ったオセロ・ゲームで遊ぼう!
9.7 もっと強いオセロ・プレーヤを作りたい!!

製作事例で学ぶ(2) 画像処理を専用ハードウェア化する方法
第10章 画像のグレースケール処理をFPGAで動かしてみよう
10.1 ソフトウェア実装とハードウェア実装の違い
10.2 画像をグレースケール化する処理の仕様
10.3 合成/コンフィギュレーションする
10.4 ディスプレイに出力する

オセロ・ゲームや画像処理をハードウェアで動かそう!
Appendix 3 FPGA評価キットの入手方法
A3.1 FPGAボードを選ぶときのポイント
A3.2 Xilinx社FPGAの評価キット
A3.3 Altera社FPGAの評価キット

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