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2023年リニューアル創刊！

●創刊主旨

　FPGAが世の中に登場して30数年が経ちました．当初は価格も高くゲート規模も小さかったものが，半導体製造技術の進歩により，低価格化，大容量化，高機能化が進みました．従来，ASICなどの試作開発やCPU周辺のグルーロジックをまとめる用途で使われていたFPGAは，大容量化により周辺機能をどんどん取り込み，SoC（System on a chip）を実現できるレベルに達しました．そして今日，ARMコアを内蔵したFPGAが登場しました．デュアルコア/800MHzというハイパワー・プロセッサを内蔵し，ユーザの手元でSoCが1個からでも実現できる夢のデバイスとなりました．
　2013年に創刊したFPGAマガジンは，ユニークでオリジナリティのある機器を設計するエンジニアを全面的に支援することを目的に，大容量化，高機能化したFPGAをいかに使いこなすかをハードウェア/ソフトウェアの両面から，応用事例を交え実践的に解説してきました．2018年に休刊していたのですが，2023年，読者の要望を受けて，Interface誌別冊付録としてリニューアル創刊しました．

FPGA News

Latest Issues (最新号掲載)　　＜＜－＞＞

［2024年8月24日発売号 掲載］ FPGAボードの設計において注意するポイントを電源，水晶，外部ICなどに分けて解説します． MAX10（アルテラ）のQFP144ピンを手はんだで実装します（なれれば簡単）． 生基板やガーバーデータも配布する予定です（チップのプレゼントもあるかも）． サポート・ページ ●生基板 開発中の基板（表面） （裏面） 10M08SCE144C8G（Altera）などを利用できる ●実装例 実装例 [...]
［8月24日発売号　掲載］ TangNano 9K（Sipeed）と組み合わせて使う学習用のベース・ボードをFPGAの初学者向けに作りました． このボードの生基板を配布する予定です．秋葉原で売っている一般的な電子部品だけで組み立てられます． サポートページはこちら 　 写真は開発中のものです [...]
［2024年8月24日発売号 掲載］ 　GPGPUやAI専用コンピュータを利用して作られた学習済みのニューラル・ネットワークに基づく推論処理を単純にFPGAにインプリメントすることもできます．しかし，アルゴリズムやアーキテクチャにFPGAの優位性を生かした要素が少なく，物足りないという方もおられるのではないでしょうか．　筆者は，AIにおいてもFPGAでしかできないアプローチが幾つかあると考えており，本稿ではそこにフォーカスします． 　ターゲットボードはKV260（AMD）です． 目次（仮） ●LUTだけで学習済みモデルを表現する方法 ●FPGAロジックの潜在能力を引き出す ●高速撮影した画像で認識精度の向上をねらう ●Piカメラを1000fpsで動かす手順 ●LUT-Networkで認識AIを作る 　Piカメラを使って高速度撮影した画像に対して，しきい値を変えて2値化します．それらの画像をもとにAI処理を行うことで，認識精度を上げられるか実験します． 1000fpsの撮影画像に対して，MNISTで手書き数字を認識させます． [...]
［2024年8月24日発売号 掲載］ 　MIPI通信機能を実装するために用意されたIPを利用する場合であっても，MIPIフレームがどのように組み立てられるかは知っておいた方がよいでしょう．実装者に最低限必要な知識として，次の項目に絞って解説します． ●MIPI D-PHY規格 ●CSI-2プロトコル ●DSIプロトコル ●CrossLink-NXにMIPI DSIを実装する サポート・ページ [...]
［2024年8月24日発売号 掲載］ ターゲットボード：Alveo U250(AMD） 　SmartNICは従来のNIC（Network Interface Card）と比較して，オフロードする処理の範囲をより広げられるプログラマブルなハードウェアです．クラウド・インフラの複雑なネットワーク処理をオフロードするために，近年，データセンタでの採用が進んでいます． 　本稿では，100Gbpsに対応した高性能なオープンソースのFPGA向けNIC実装であるcorundumの概要を説明するとともに，corundumにカスタム・ロジックを組み込んで，SmartNICを実現してみます． 　カスタムロジックを追加する部分では，IPフィルタを実装します． [...]
［2024年8月24日発売号 掲載］ 本記事では，AMD FPGAに最適化するテクニックの1つとして，DSPスライスの活用の仕方について，乗算器を例に，7シリーズ，UltraScale/UltraScale+シリーズ，VersalシリーズそれぞれについてのRTL設計の考え方について解説します． ・SystemVerilog で乗算回路を組んだ時，DSPスライスを使って，どのように実現されるか ・DSPスライスの仕様概要 ・様々なサイズの乗算を試す ・筆算法 ・AMD FPGAに最適化した自作CPUを設計する時の考察 ・コラム1: カラツバ法とその改良 ・コラム2: ElixirChip構想 ・コラム3: ElixirChipと宇宙 [...]
［2024年8月24日発売号　掲載］ Efinix FPGA上にSoCを構築できるSapphire SoCを使って，ゲームアプリを動かします． CPUからSPI液晶やコントローラを制御し，落ち物ゲームのブロックを動かします． ターゲット・ボードは，T8を搭載する Xyloni です． ソフトコアで落ち物ブロックゲームを動かして，それをSPI液晶に表示する SPI液晶にゲーム画面を表示 　PCとXyloniボードとをUSBケーブルでつなぐだけで開発を進められる． 　開発完了後は，モバイルバッテリなどから給電すれば，スタンドアロン動作可能． [...]
［2024年8月24日発売号 掲載］ FPGAデバイスを選定にするときに考慮する項目として，ロジック/DSP/PLLといったリソース量およびグレードなどがあります．筆者がこれまでに使用したFPGAを中心に，ベンダの特徴や各項目について説明します． [...]
［2024年8月24日発売号 掲載］ 　RISC-Vのハードコア上でLinux（Ubuntu 18）を動かし，アプリケーション例としてウェブ・サーバ（nginx）を実行してみます． ●今回使う，Ti375が載ったFPGAボード ●nginxを有効にしてLinuxをビルドする Ti375のハードマクロCPU上でLinux＋nginxが動いた [...]

Future Articles (企画中)

［2025年春以降を予定］ 　SDRに使えるFPGAボードは価格が高いものが多く，手軽に試せるものがないようです． 　そこで，まずは低価格で入手性の良いA-DコンバータICやFPGAチップを選定し，FMラジオをSDRで受信できるようなFPGAボードを設計します． [...]
［2025年以降 企画中］ 超音波トランスデューサをFPGAから駆動し，ToFによる距離推定を行います． 音波を使う測定に必要な知識として，変調方式についても解説します． [...]
［2025年2月発売号予定］ CLBと呼ばれるプログラマブルなロジックブロックを内蔵するPICマイコンを試してみます． ターゲットボードとして，PIC16F13145 CURIOSITY NANO EVALUATION KITを使う予定です． [...]
　Ti180 M484 Development KitにI2C経由で温度センサを接続し，得られたデータをイーサネットに送信するアプリケーションを紹介します． [...]
FPGAチップの持つ機能増加に合わせて開発用フレームワークの種類も増えています． 例えば，機械学習による推論処理を利用して画像認識するアプリケーションを作る場合に，フレームワークを利用すれば短期間で開発できる可能性がありますが，一連の機能を実装するために多くのフレームワークを利用する必要があります．そのため，どれが何に対応しているのかを把握しづらく，全体の見通しが悪くなっています． 本稿では，多機能化するAMD製FPGAデバイスの開発用フレームワークを整理し，これから開発を始める読者が，やりたいことに応じて自分で調べられるように情報を整理します． [...]
［2025年春以降を予定］　 Arora Vシリーズには，EasyCDRと呼ばれる通信機能が搭載されました．これは，汎用のI/Oピンを使って，最高2.5Gbpsで通信する機能です．エンベデッド・クロック方式なので1本の伝送路で通信します． ターゲット・ボードとしてTang Primer 138K（Sipeed）などが登場予定です． [...]
FPGAの消費電力は，クロック周波数や使用する回路割合が決まれば概算できます． 概算に失敗し，石がアッチッチになった失敗事例も紹介します． [...]
［2025年春以降を予定］　 [...]
2025年春以降を予定 [...]
［2025年春以降を予定］　 [...]
［2025年2月発売号向け　企画進行中］ [...]
［記事検討中］ Gowin FPGAにオープンソースのRISC-V実装であるRV32を載せ，オープンソースのIPライブラリlwipを使ってIP通信をする．どの程度の通信速度を実現できるか実験で確かめる． [...]
［2025年2月発売号掲載予定］ [...]
［企画中］ Vector Extensionを理解するため，性能は無視して，まずは極めてシンプルな実装を行います． [...]
［2025年2月発売号向け　企画進行中］ [...]
ES2版のKakip [...]
［記事検討中］ FPGAマガジン特別版No.3で登場したMAX 10用自作基板を使って，ソフトコアNios Vでフィルターを動作させる方向で検討中です． [...]