ディジタル IC 探訪 Arduino 感覚で使えるオープン・ソース FPGA プラットホーム Spartan 6 LX 搭載 FPGAボードPapilio Proを試す横溝憲治 Kenji Yokomizo Papilio は，Gadget Factory LLC が行っているオープン・ソース FPGA プロジェクトです（http://www. gadgetfactory.net/papilio−wiki/）． Papilio では， ● FPGA ボード Papilio ● 拡張基板 MegaWing（現在は 3 種類） ● FPGA 書き込みソフトウェア Papilio Loader を提供しており，ハードウェアの回路図，HDL 記述なども公開しています． FPGA 上で動作するプロセッサと Arduino IDE ベースのプログラム開発環境 ZAP（ZPUino Arduino Papilio） IDE を利用することができます．本稿では，Papilio の特徴と初歩的な使い方について紹介します（編注）．「Papilio」≒ FPGA 版 Arduino ● 使い方は Arduino と同じ Papilio の一番の特徴は，Arduino と同じ手順で FPGA 上のプロセッサ用スケッチ（プログラム）が作成できることです． FPGA 上のプロセッサとしては，ZPUino（Zylin の ZPU ベース），および AVR8 互換プロセッサが用意されており，その回路情報（bit ファイル）が提供されています．プログラム開発環境としては，Arduino IDE をカスタマイズした ZAP IDE が提供されています．拡張基板 MegaWing 毎に開発環境が整えられているので，MegaWing を使うプログラミングも ZAP IDE 上でメニューから選択するだけですぐに始められます． ZAP IDE を使わずに，従来の手法でユーザが設計した回路を FPGA へ書き込んで使うことも可能です．その場合も，ザイリンクスのダウンロード・ケーブルを使わずに FPGA に書き込むことができます . ● ラインアップと端子配置 FPGA ボード Papilio のラインアップを表 1 に示します．Spartan 6 LX（ザイリンクス）の Papilio Pro には， 64 M ビットの SDRAM が搭載されています．拡張基板 MegaWing の一覧を表 2 に示します． MegaWing を利用することで，VGA ポート，ジョイスティック，アナログ入力などが利用可能になります． Papilio の外部信号は 48 本あり，FPGA の端子が直接接続されています．信号レベルは 3.3 V または 2.5 V なので，5 V の信号はレベル変換して接続する必要があります．電源，グラウンド端子は MegaWing も含めて共通の配置になっています．写真 1 は Papilio Pro の外観，図 1 は外部信号の配置です．これらのボードの国内での購入先例としては，秋月電子通商などがあります．表 1 FPGA ボード Papilio のラインアップ Papilio One 250K Papilio One 500K FPGA 編注：Papilio の用途 / 目的は教育，ホビー，プロトタイピングとされている．ライセンスは． Papilio Pro is licensed under a Creative Commons Attribution − NonCommercial − ShareAlike 3.0 Unported License. となっており，商品には使用できない． 172 Papilio Pro Spartan 3E Spartan 3E Spartan 6 XC3S250E XC3S500E XC6SLX9 ロジック・セル数 5508 10476 9152 BRAM［ビット］ 216 K 360 K 576 K I/O 数外部 RAM［ビット］ SPIフラッシュ・メモリ［ビット］電源 48 48 48 なしなし SDRAM 64 M 4M 4M DC 入力ジャック，または USB 64 M USB 2014 年 4 月号