最新記事一覧
今回は、小規模FPGAを手掛ける各社の戦略を分析したい。とりわけInfineon TechnologiesとMicrochip Technologyはこの分野で真逆のアプローチを示していて、興味深い。
()
インテルが自社イベントでFPGA事業の最新状況と今後についてを説明。サプライチェーンに対する取り組みやローエンド向けのIntel Agilex 3 FPGAを含むIntel Agilex FPGAのポートフォリオ拡大に加え、2023年10月に発表したFPGA部門の分離・独立について詳細が語られた。新たな決断を下したFPGA事業の戦略とは？
()
Intelは、Intel Agilex FPGAの製品ポートフォリオを拡充した。開発者がより短期間でソリューションを構築できるよう、クラウドからエッジまでの包括的なソリューションを提供する。
()
エレクトロニクス／組み込み業界の動向をウオッチする連載。半導体不足との戦いだった2022年だったが、2023年には好転するのだろうか？ その見通しを紹介する。
()
日立ソリューションズ・テクノロジーは2022年1月25日、半導体不足の影響で入手困難な部品を比較的入手しやすい部品へと置き換える「基板リメイクサービス」の提供を開始すると発表した。
()
肺がんのため手術し、療養している広田さん。
()
米Lattice Semiconductor（ラティス・セミコンダクター）を13億米ドルで買収すると発表した未公開株式投資ファンドCanyon Bridge Capital Partners。だが、中国政府がCanyon Bridgeに資金を提供していることが判明したことから、米規制当局が「待った」をかけている。この買収には2つの問題があると考えられるが、後編では、この2つ目について検討してみたい。
()
CPLDは低電力動作モードを備えていることが多い。しかし、電池駆動のシステムでは、そのシステムを使わないときには、わずかな電力さえも使用せず、完全にパワーダウンさせることが目標になる。今回は、CPLDの内部回路と外付け部品によって、電池駆動のシステムに自動パワーダウン機能を持たせた回路を紹介する。
()
アルティマは、「産業オープンネット展2016」で、アルテラ製FPGAを用いた産業用イーサネットソリューションを紹介した。FPGAの特徴でもある設計の柔軟性が強みとなる。
()
理論上では、同期クロックの逓倍（ていばい）は簡単だ。しかし、周波数が高いクロックを逓倍する場合には高い周波数に対応したVCOを入手しなければいけない問題が生じる。今回はその問題を解決する回路を提案する。
()
XMOS（エックスモス）は、ギガビットイーサネットに対応するマルチコアマイクロコントローラ「xCORE-200」ファミリを開発し、サンプル出荷を始めた。第1弾となる製品は16個のプロセッサコアを内蔵しており、最大2000MIPSの処理性能を実現しながら、量産時の価格は5米ドル以下と安価である。
()
アルテラは、車載用ICの品質規格「AEC-Q100」に準拠した高集積型電源IC「Power SoC」を発表した。同社のFPGA製品と組み合わせて、車載インフォテインメント機器や先進運転支援システム（ADAS）、EVのパワートレインなど、車載電子機器用途に提案していく。
()
アルテラは、「今すぐ使えるFPGAソリューション」をテーマに、最新のアルテラSoCやFPGAおよび評価ボードを展示した。パートナー製品も含めて、安価な評価キットやOpenCLを用いて設計が可能なFPGAアクセラレータボード、アルテラSoCを活用した自動車の運転支援システムなどのデモ展示が来場者の注目を集めていた。
()
組み込みシステムは、要求される機能を実現する上で最適なデバイスを選択する必要がある。マイコンとアナログ回路が混在する組み込みシステムにおいて、CPLD／FPGA／マイコン／PSoCそれぞれどのようなメリット、デメリットがあるかを比較してみよう。
()
世界にひとつしかないASICが供給中止になったら……。ASICの代替を時間をかけずに実現するのが「フィールド プログラマブル デバイス」だ。中でもアナログ混載や小規模ロジックには、サイプレスの「PSoC」が最適解となるだろう。
()
デジタル通信において基本となる測定器、ビット誤り率テスターを、安価に製作するアイデアを紹介する。
()
FPGAベンダー大手のアルテラが、日本市場での車載展開を本格化させる。日本アルテラ社長の日隈寛和氏は、「車載分野専任の営業、技術サポート、マーケティングなどの人員がそろい、販売代理店としっかり連携できる体制がついに整った。これからは車載分野で積極的に展開を進めていく」と宣言した。
()
基板の回路図ではFPGAは単なる「ボックス」状のシンボルとしてしか描かれておらず、そこから入出力の情報を読み取ることは不可能だ。しかしFPGAの内部に構築された回路を把握しなければ、入出力の条件は分からないのである。それが障壁となって、不具合のトラブルシューティングを阻んでしまう。
()
今回は、DSPとASICの違いについて解説します。
()
アルテラは、CPLD/FPGA/ASIC用の開発ツール「Quartus II」の最新版となる「Quartus II v12.0」を発表。前バージョンと比較して、28nmFPGAのコンパイル時間を最大4倍高速化できるという。
()
電子回路設計において、CPLD（Complex PLD）の用途が拡大している。ASICなどを用いるのに比べて設計期間を短縮でき、製品の市場投入を迅速に行うことができるからだ。仕様の変更などに対する柔軟性にも優れている。CPLDの特徴をまとめた前編に続き、後編ではCPLDを活用したPWM（パルス幅変調）制御など、産業用途の事例を中心に解説する。
()
システム設計において、必要な全ての回路をSoCやASICに集積できるとは限らない。このようなときに有用な半導体チップがCPLD（Complex PLD）である。CPLDは低価格化、低消費電力化、高性能化がさらに進んだことで、活用できる範囲も広がった。本稿では、最新のCPLDを中心に、その特徴や産業分野における主な用途について述べる。
()
FPGA製品が究極のデバイスに近づきつつある。最新のFPGAでは、システム全体の動作を停止させることなく、チップ内の回路ブロックの一部をダイナミックに再構成することができる。本稿では、その一例としてアルテラの28nm FPGAでサポートされている「パーシャル・リコンフィギュレーション」機能と、その設計方法などについて解説する。
()
FPGAの主要ベンダーは、回路設計の大規模化に向けて、新しいチップの開発と同時に、システム統合を高い生産性で行うことができる次世代開発ツールの開発にも力を入れている。さらに、組み込みシステム用途ではハードウェア設計に加えて、内蔵するプロセッサ用のプログラム開発を効率よく行うためのツール提供が必須となる。
()
FPGAは、組み込みシステムの設計／開発に深い関わりを持つようになった。2011年11月に横浜で開催された「Embedded Technology 2011」（ET2011）では、最新のFPGA製品でサポートされている高速シリアル通信技術や並列処理技術、SoC技術、ハードウェア／ソフトウェア開発環境などが来場者の関心を集めた。本稿では、アルテラ・ブースに展示されたFPGAの注目技術について取り上げる。
()
人体におけるがんの発生を正確に診断する場合には、手間もコストもかかる免疫組織化学染色検査を行うことが多い。ハーバード大学とマサチューセッツ総合病院は、NMR分光を応用することにより低コストのポータブルがん検出器を開発した。本稿ではまず、NMR分光の原理を簡単に説明する。その上で、このがん検出器に用いた電子回路について詳しく紹介する。
()
システム・レベルの機能をワンチップに集積する手法として、FPGAの活用が注目されている。とくに、高性能プロセッサを内蔵したSoC FPGAが登場したこともあり、その動きに弾みを付ける。こうしたSoC FPGAを有効活用するには、ハードウェアの開発環境と並んで、ソフトウェア開発を容易にするツールのサポートが重要となる。本稿ではソフトウェアの開発効率を高めることができる「仮想プロトタイピング環境」など、最新のソフトウェア開発環境について紹介する。
()
「次世代システムの回路設計にFPGAを導入したいが、適切なコストでもっと性能の高いプロセッサを採用したい」――こうした設計者のニーズに応えるFPGA製品をアルテラが発表した。このFPGAは、デュアルコア・プロセッサ「ARM Cortex-A9 MPCore」をハードウェアIPとして実装しており、より高機能なSoCを実現することができる。本稿では、最新SoC FPGAの概要について解説する。
()
FPGAの応用分野と需要が拡大していることは、これまでも述べてきた。それは、さまざまなシステムの要件に最適な「性能/機能」や「消費電力」、「コスト」を実現できるチップや「開発環境」を、FPGAユーザーが比較的容易に手に入れることができるようになってきたからではないだろうか。本稿では最新の28nmFPGAに採用されている「消費電力の低減技術」について解説する。
()
FPGAの応用分野と需要が拡大していることは、これまでも本コーナーで述べてきた。それは、FPGAユーザーがさまざまなシステムの要件に最適な「性能/機能」や「消費電力」、「コスト」を実現できるチップや「開発環境」を、比較的容易に手に入れることができるようになってきたからではないだろうか。本稿では最新の28nmFPGA製品と、FPGAの高速シリアル伝送設計を効率よく行うための「トランシーバ・ツール・キット」について解説する。
()
交通や商業施設といった公衆環境の状況をHD画質のカメラで捉え、その映像をリアルタイムでコンピュータ解析するシステムの開発が進んでいる。そこでビデオ解析を担う半導体チップには、これまでDSPが主に使われてきた。Alteraは市場の拡大をにらみ、DSPの置き換えを狙うFPGAソリューションを発表した。
()
浮動小数点DSPの用途が拡大している中で、ハードウェア浮動小数点DSPのプラットフォームとしてFPGAを活用する方法が注目を集めている。それを効率よく具現化するために、FPGA自体の技術面での進化とともに、浮動小数点DSPアルゴリズムの実装を容易にするモデルベース設計への対応、などが進んでいる。浮動小数点DSPの概要やその課題などを説明した前編に続き、後編では浮動小数点DSPアルゴリズムをFPGAに実装するための手法の1つとして、数値計算ソフトウェア「MATLAB/Simulink」とDSP設計ツール「DSP Builder」を用いた設計フローや、その効果などについて概要を紹介する。
()
浮動小数点を取り扱うDSP（Digital Signal Processing：デジタル信号処理）アプリケーションにも、FPGAを積極的に活用できるようになった。設計ツールとライブラリの整備が進み、FPGAのハードウェアリソースを効率的に使えるようになったためである。本稿ではFPGAによるDSPソリューションとして、浮動小数点に焦点を当て、浮動小数点DSPの概要やその課題などを説明する。
()
「18ビット精度モード」か「高精度モード」を選べるアルテラFPGAのDSPブロック FPGAやDSPの既成概念を覆す「可変精度DSPブロック」がいま注目を浴びている。アルテラの28nm FPGAに内蔵されたこの革新的なブロックは、高精度信号処理向けのネイティブサポートと、FIRフィルタ、FFTなどの共通のDSP構造向けに最も効率的な実装の組み合わせを提供する。本稿では、ターゲット機器およびDSPアルゴリズムごとに乗算器の精度を変えられ、FPGAリソースを効率的に使える可変精度DSPブロックのメリットを探る。
()
FPGAの主なベンダーは、回路設計の大規模化に向けて、新しいチップの開発と同時に、システム統合を行う際の生産性を高める次世代開発ツールの開発にも力を入れている。後編では、アルテラの「Quartus® II 」で利用できるシステム・レベルの統合ツール「Qsys」を例に、複雑なFPGA設計を克服するために有効となる開発ツールの機能について解説する。
()
システム・レベルの回路を、1つのチップに集積する動きはとどまることを知らない。それはスマートフォンに代表されるように、小型・軽量、低消費電力で高機能な機器を実現するために必須となるからだ。いまや複数のプロセッサコアや大容量メモリをはじめ、周辺のデジタル回路やさまざまなインタフェース回路をワンチップに集積することができる。このようなシステム統合を効率よく実現するのが最新の開発ツールである。前編では、システム統合の開発ツールが重要となる背景として、FPGAにおける設計規模の増大と、それに伴う設計生産性の改善のための対応について概略を述べる。
()
「プログラム可能な論理回路デバイス」というと、FPGAを思い浮かべる読者が多いかもしれないが、他にもCPLD（Complex PLD）があることをご存じだろうか？ CPLDを理解してもらうために、前編ではその特徴やCPLDで実現できる機能の概要などについて紹介した。後編では、CPLDの代表的な用途について、より詳しく解説する。
()
「プログラム可能な論理回路デバイス」というと、FPGAを思い浮かべる読者が多いかもしれないが、他にもCPLD（Complex PLD）があることをご存じだろうか？ CPLDもプログラマブル・ロジック・デバイス（PLD）の一種で、シリコンへの回路実装まで半導体メーカーが行うASICやASSPとは違い、技術者の手元で回路設計データを実装したり、修正したりすることが可能なデバイスである。設計途中での仕様変更や新しい規格にも柔軟に対応できること、また消費電力とコスト低減が進んだことで、最近ではデジタルカメラやスマートフォンにも採用されるようになっている。
()
産業機器は、5年以上の長いライフサイクルを要求される製品が多い。こうした中でも、機能や性能面で技術的進化を続けており、定期的に機能の変更や強化が必要となる。機器に搭載される半導体チップもこうした技術革新に対して、柔軟に適応することが求められている。産業機器はもともと、民生電子機器などに比べて1製品当たりの出荷量が少なく、顧客ごとにカスタマイズの要求が多い用途である。このために、設計の柔軟性や機能の拡張性に優れたFPGAの採用事例は増加している。
()
FPGAの用途は、さまざまな電子機器に広がっている。その1つが民生電子機器であり、具体例として、大画面液晶パネルを使った高精細テレビやDVDレコーダー、プロジェクタなどを挙げることができる。また、電子ブックなどのモバイル端末にもFPGAやCPLDの採用が始まっている。本稿（前編）では主に液晶テレビなど映像機器におけるFPGAの設計事例を取り上げ、FPGAを使う有用性などについて解説する。
()
SoCに対するシステム設計者のニーズはさまざまである。また、最先端プロセスを用いたSoC設計では、前編で述べてきたように、いくつかの課題を抱えている。FPGAベースのSoC設計を提案するFPGAベンダーでは、こうしたシステム設計者のニーズに対応する製品や開発ツールを用意している。本稿（後編）では、その一例としてアルテラが提供しているSoC FPGAソリューションについて解説する。
()
FPGA大手ベンダー各社が次なる成長の舞台としてASIC/ASSP市場に照準を合わせている。Alteraもその1社だ。しかし日本の大手エレクトロニクス機器メーカーは、その多くがASIC部門を社内に抱えていた歴史がある。半導体事業の分社化は進んだが、今なおたくさんのASIC/ASSPメーカーが国内に存在しており、機器メーカーと取引しているのが実情だ。そのため「日本はASIC文化がまだまだ根強い」と評されている。攻略の手だてを、日本法人で代表取締役社長を務める日隈 寛和氏に聞いた。
()
SoC設計が大きな転換点を迎えつつある。製造プロセスの微細化が進んだことによって、SoCは性能や機能の向上が期待できる半面、従来のASIC手法ではその開発コストが膨大となり、多くのSoC開発が経済的に破綻をきたすようになってきた。そこで注目を集めているのがFPGAベースのSoC設計である。システム設計者にとっては、用途に最適なSoC開発を行うための選択肢が広がることとなる。本稿では、その中でも最先端プロセス技術を用いたSoC設計に着目し、最新FPGAの方向性や開発ツールの現状などについて解説する。
()
組み込みシステムの開発現場では、消費電力やコストを抑えつつ、性能や機能の向上を実現するための努力が続けられている。その解決手法の１つとして、プロセッサのマルチコア化や専用ハードウエアによるデータの並列処理といった技術を採用する動きが本格化している。本稿では、その一例として、多様なニーズに応えつつ、高性能/低消費電力の両立を可能とする最新のFPGAソリューションについて解説する。
()
コンピュータやネットワークサーバー製品では、消費電力を抑えつつ、性能の向上を実現するために、プロセッサのマルチコア手法や専用ハードウエアによるデータの並列処理化が一般的に用いられている。組み込みシステムにおいても同様な傾向にある。本稿では、組み込み開発の最前線で起きている設計ニーズの変化について触れる。そして、その開発要件を満たすために有効な手段となるFPGAの機能などについて解説する。
()
米Altera社は1月25日、28nmプロセス技術を用いたFPGA製品のポートフォリオを発表した。今回、ローエンド製品の「Cyclone V 」とミドルレンジ製品の「Arria V 」を新たに加え、ハイエンドからローエンドFPGAおよびASICまで、一気に28nm製品群を用意していく。これにより、FPGAユーザーは「性能/機能」や「消費電力」、「コスト」など、さまざまなシステムの要件に最適なFPGAを選択することが可能となる（写真1）。
()