目次


第1章　FPGA/HDL学習ボードDE0入門
　FPGAボードDE0の仕様
　主な仕様
　周辺デバイス
　付属品
　各部の名称とブロック図
　Cyclone III EP3C16F484
　ビルトインUSBブラスタ回路
　SDRAM
　フラッシュ・メモリ
　SDカード・ソケット
　プッシュ・ボタン・スイッチ
　スライド・スイッチ
　ユーザLED
　7セグメントLED
　16×2行LCDインターフェース
　システム・クロック
　VGA出力
　RS-232-Cポート
　40ピン拡張コネクタ
　動作確認

第2章　開発環境のインストール
　Quartus II Web Editionのインストール
　NIOS II EDSのインストール
　ドライバのインストール
　PROGモードとRUNモード
　RUNモード
　PROGモード
　Control Panelで周辺デバイスをテスト

第3章　ディジタル回路で使われる2進数
　アナログ=連続的，ディジタル=離散的
　ディジタルの利点
　アナログの利点
　物を数えるにはディジタルが便利
　2進数
　ディジタル≠0と1
　2進数の利点
　進数の変換
　プログラムでよく使用される16進数
　2進数とビットとバイトの関係
　8ビットの2進表記と16進表記

第4章　ロジック回路とブール代数
　簡単なロジック回路
　三つの基本ロジック回路
　AND(論理積)
　OR(論理和)
　NOT(反転，または否定)
　その他の主なロジック回路
　論理記号を使った回路図の例
　ブール代数
　ド・モルガンの法則
　階段の電灯回路のブール代数表記
　フリップフロップ
　RSフリップフロップ
　Tフリップフロップ
　Dフリップフロップ
　DフリップフロップでTフリップフロップを作る
　カウンタ
　ブロック図

第5章　簡単なVerilog HDL入門
　Verilog HDLのプログラム構造
　ポート宣言
　コメント
　回路の記述方法
　assign文
　条件式
　条件式の書き方
　定数の表現
　組み合わせ回路と順序回路

第6章　簡単なPLD入門
　CPLD
　FPGA

第7章　スイッチとLED(Lesson1)
　新規プロジェクトの作成
　Verilog HDLソースの追加とコーディング
　ピンの設定
　コンパイル
　プログラムのダウンロード
　動作の確認
　プログラムの説明
　module 〜 endmodule
　input，output，inout
　assign

第8章　論理演算(Lesson2)
　動作確認
　AND回路
　OR回路
　NOT回路
　XOR回路
　プログラムの説明
　バス
　wire
　バスの結合

第9章　セレクタ(Lesson3)
　ピンの設定
　プログラムの説明
　条件演算子

第10章　フリップフロップ(FlipFlop)
　未使用端子の設定方法
　プログラムの説明
　reg
　always @( … )

第11章　10進カウンタ(Counter)
　プログラムの説明
　if 〜 else，begin 〜 end

第12章　チャタリングの除去(Chattering)
　チャタリングとは
　プログラムの説明と動作確認

第13章　7セグ・デコーダ(SevenSegmentDec)
　プログラムの説明
　function 〜 endfunciotn
　case 〜 endcase

第14章　BCDカウンタ(BcdCounter)
　プログラムの説明

第15章　正確なタイマ(Timer)
　非同期回路と同期回路
　プログラムの説明

第16章　汎用カウンタ(UniversalCounter)
　プログラムの説明
　parameter

第17章　ピン・アサインの使い方(PinAssign)
　ピン・アサインのImport/Export
　入門編の終わりに

第18章　ストップウォッチ(StopWatch)
　プログラムの説明
　StopWatch.v
　uchatter.v
　Timer.v
　ucounter.v
　HexSegDec.v

第19章　キッチン・タイマ(KitchenTimer)
　プログラムの説明
　KitchenTimer.v
　ucounter.v

第20章　ディジタル時計(DigitalWatch)
　プログラムの説明
　BcdCounter.v
　DigitalWatch.v

第21章　ROM，RAMの実装
　ROMを作る
　RAMを作る

第22章　PWM出力の実装(PWM)
　PWM出力の用途
　プログラムの説明
　PWM.v

第23章　BCDデコーダ(BcdTest)
　バイナリ・データとBCDデータの使い分け
　BCD加算器とBCD変換器
　プログラムの説明
　BcdTest.v
　DataConv.v

第24章　LEDマトリクス文字表示(LedDisplay)
　LEDマトリクスとは
　プログラムの説明
　LedDisplay.v
　動作確認

第25章　RS-232-Cの送信(SerialTx)
　DE0のRS-232-Cインターフェース
　RS-232-Cのフォーマット
　ブロック図
　プログラムの説明
　SerialTx.v
　動作確認

第26章　RS-232-Cの受信(serialRx)
　受信用クロック
　ブロック図
　プログラムの説明
　SerialRx.v
　動作確認

第27章　VGAカラー・バー表示(ColorBar)
　VGAの信号線とタイミング
　ブロック図
　プログラムの説明
　ColorBar.v
　カラー・バーの生成
　動作確認と応用

第28章　VGAキャラクタ表示(VGA_disp)
　ブロック図
　プログラムの説明
　VGA_disp.v
　動作確認

第29章　NIOS IIによる開発の概要

第30章　NIOS IIハードウェアの作成
　プロジェクトの作成
　SOPCビルダの起動
　RAMモジュールの追加
　NIOS II Processor
　JTAGインターフェースの追加
　LED用ポートの追加
　ベース・アドレスの変更とNIOS IIの生成
　count_binary_coreモジュールの追加
　ピン・アサインの設定とダウンロード

第31章　NIOS IIソフトウェアの作成
　ライブラリ・オプションの変更
　プログラムのコンパイルと実行
　NIOS II EDSを使用する場合の補足事項
　ワークスペースについて
　Perspectiveの選択
　プロジェクトの作成
　ライブラリのプロジェクト

第32章　信号遅延の問題とは？
　遅延が生じる理由
　信号遅延が問題になるディジタル回路の例
　FPGAにおける信号遅延の問題

第33章 Quartus IIによる遅延の検証
　Classic Timing Analyzerによるタイミング検証
　信号遅延の解消方法
　エラー内容の吟味
　回路規模の縮小
　不要な回路の削除
　共通機能の共有
　非同期回路を同期化
　クロック回路の見直し
　代替回路の検討

第34章　ModelSimシミュレーション入門
　シミュレーションの役割
　ModelSim(ASE)のインストール
　テスト・ベンチとは？
　6進カウンタのテスト・ベンチ

第35章　ModelSimシミュレーションの実例
　プロジェクトの作成
　プロジェクトのコンパイル
　シミュレーションの実行
　波形表示

第36章　BCDデコーダのシミュレーション
　テスト・ベンチの作成
　プロジェクトの作成とシミュレーション