MAX10-FB,JBの動作確認をする

一昨年の2016年4月号増刊号で手に入れたMAX10-FB、MAX10-JBが積んだままだったので今日初めて動作確認します(汗

MAX10とは何か


MAX10は、PLD(プログラマブルロジックデバイス)を開発しているアルテラ社(現在、買収されインテル社となった)が販売しているデバイス。もともとアルテラ社はCPLD、FPGAなどのデバイスを開発していた。MAXはシリーズ名称でCPLDに属していたが、MAX10はFPGAに属した。

そもそもCPLDとFPGAの違いは?

  • 規模のサイズ(ロジックエレメント数):FPGA>CPLD
  • プログラムの格納:CPLDは内部にFlashROMがある。FPGAは外部にROMを取り付ける必要がある。
  • クロック速度に違い:FPGA>CPLD

つまりMAX10は今までのMAXシリーズより高性能となりランクアップ(?)したようです。

それよりPLDとマイコンの違いは?

  • PLDは内部のロジックを自由に組み立てて制御できる。(自作マイコンも出来るそう)
    マイコンは、初めからUART、PWMなど周辺回路が揃っている。
  • 1クロック当たりの処理に違い:
    PLDは1クロックで複数の論理回路を同時に処理できる。
    マイコンは1つの処理に数クロック要する。割り込み機能があるがあれは同時処理ではないです。
  • プログラムの文法の違い:マイコンはC言語。PLDはVerilog-HDLなど。近年はC言語に対応した高位合成ツールが登場。

マイコンは使いやすく便利だけれどPLDは論理を組んでも内部遅延なんかあって高速回路を扱う時は大変らしいです。

けれども、自由度の高いPLD。触れてみたくなったので今回はMAX10-FB(とJB)を使っていこうと思います。

参考:http://www.altima.jp/solutions/starter/micon_fpga.html

用意するもの


トランジスタ技術2016年4月号増刊で入手しました。

準備しよう


まず、初めに開発ソフトウェアのQuartus II Web Editionをダウンロード、インストールしておきましょう。

次に、MAX10-FBに手を加えます。通常だとMAX10を動作させる電源は外部からとなっています。けれども、MAX10-JBから供給することも可能ですのではんだジャンパする必要があります。場所は下記(12か所)。

DSC_0947

加工作業が終えたらMAX10-FBとMAX10-JBを接続し、早速USBを接続してみましょう。
MAX10-FBのLEDが白く点灯したら動作OKです。

DSC_0960

但し、このままではプログラミングが出来ません。なぜなら、MAX10-JBのマイコンにプログラムを書き込む必要があります。方法としてはMAX10-JBのJ1-J4をジャンパでショートさせます。その状態で電源を投入することでMAX10-FBに元から書き込まれている書き換えプログラムがMAX10-JBを書き換えてFPGA、CPLDのフラッシュを書き込む「USB Blaster」互換機能を持つようになります。書き換え完了はMAX10-JBのLEDが緑の点滅をした時です。

DSC_0965

 

USB Blasterとして認識されているか


重要なMAX10-JBがUSB Blasterとして認識されているかQuartusで確認してみましょう。

まず、Quartusを立ち上げます。

2018-01-03 (1)

中央上部にあるProgrammerをクリックします。

2018-01-03 (2)

Programmerが立ち上がったら左上のHardware Setupをクリックします。

2018-01-03 (4)

Currently selected hardwareで「USB-Blaster」を選択しCloseをクリックして閉じます。

これでProgrammerのHardware SetupにUSB-Blasterが表示されていれば問題ありません。

ここまででようやくスタートラインに立った感じですが、後々簡単なものから論理合成していきたいと思います。

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