2025年10月11日

 Interface誌 2025年10月25日 発売号には,別冊付録としてFPGA中級者向けの記事を集めた80ページの冊子が付きます.

 比較的低価格でボードが流通しているGOWIN FPGAを使って,実践的な設計テクニックを習得できる内容です.

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Tang Primer 20KでUSBカメラを作った

2部1章 FFP IPコアを使ってディジタル・フィルタを設計する

 GOWINのIPを使ってFFTを使ったバンドパスフィルタを作ります.

上段:2k,5k,10kHzの正弦波を合成して入力

下段:5kHzのバンドパスフィルタ通過後の波形

シグナルジェネレータとオシロスコープとして,Analog Discoveryを使用している

2部2章 独自コマンドで制御!ディスプレイ・コントローラの設計

 マイコンとFPGAを接続し,マイコンの司令で動くシステムを構築します.インターフェースはSPIと,その上で動く独自コマンドです.

2部3章 [UVC1] USB Video Class対応デバイス・コントローラの設計

 まずはPCからUVCとして認識されるデバイスを作ります.差し当たって,カラーバーでも表示させてみます.

 Windowsからは,USBカメラとして認識され,カメラアプリなどで利用できる.

 各種解像度で出力できるようにデバイス側でUVCを実装しておけば,カメラアプリの設定欄で,解像度を選択できる

2部4章 [UVC2] イメージ・センサ×FPGAでUSBカメラ製作

 OV5640を使ってUVCデバイスを作ります.WindowsからもLinuxからも使えます.

2部5章 EtherCATスレーブ・デバイスの設計

Tang Primer 25KにEtherCATスレーブ機能を実装した.

パケットをオンザフライで処理するので,受信から送信開始までの遅延時間は2.48usに収まった.

 Tang Primer 25K(Sipeed)をEtherCATスレーブデバイスに仕立てます.RJ45コネクタとPHYはPmodモジュールを利用します.動作確認に使うEtherCATマスタ・デバイスは,ラズパイ5とSOEMを利用して作ります.

3部 独自MIPIカメラ・モジュール製作挑戦記

 Tang Mega 138K Proに合わせて,独自のMIPIカメラモジュールを製作してしまいます.

 Tang Mega 138K Proには,MIPIのコネクタが2チャネルあるので,カメラモジュールを2つ繋げてステレオ撮影してみました.

 GowinのソフトマクロMIPI IPを使っています.

 イメージセンサはIMX219です.

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