IoT機器に最適な低消費電力FPGAの評価用ボード「iCE40 UltraPlusブレークアウトボード」好評発売中！（メルマガアーカイブ）

　今回は、Lattice Semiconductor社の低消費電力でIoT機器に適したFPGAを搭載した「iCE40 UltraPlusブレークアウトボード」をご紹介します。Lattice社は、小規模で低消費電力のFPGAを中心に製品開発を行っていますが、iCE40 UltraPlusはiCE40ファミリの最新デバイスで、従来品に比べてLUT(ルックアップテーブル)数やメモリ容量、DSP数などが大幅に向上しています。スマートフォンやウェアラブル機器、産業オートメーション、セキュリティおよび監視用製品などに最適です。

　このブレークアウトボードは、USB MiniケーブルでPCと接続し、電源の供給とプログラミングを行います。全てのI/Oが端子に出ているので、iCE40 UltraPlus FPGAの主要な機能を簡単に評価することができます。本ボードには、RGB LEDをPWM回路で駆動するデモ用プログラムとGUIが付属しており、iCE40 UltraPlusの大電流LED駆動能力を容易に確認できます。Lattice Diamond Programmerソフトウェアを使用すると、オンボードのSPIフラッシュを独自に再プログラミングできます。また、iCEcube2ソフトウェアを使用すると、独自のシステムを開発することができます。Lattice Diamond ProgrammerとiCEcube2は、どちらも無償でダウンロードできます。

　Lattice社は、IoT機器のAI化にも力を入れており、昨年にはsensAIという開発プラットフォームを公開しました。sensAIは、IoT機器などに少ない部品でAI機能を導入するための開発環境で、「FPGAを搭載したハードウェア」、「推論を行うニューラルネットワークIPコア」、Caffe/TensorFlow用の機械学習ライブラリをFPGA用に変換するコンパイラなどの「開発ツール」、顔認証などを行うための「レファレンスデザイン」、用途ごとに対応する「カスタム設計サービス」の5つのスタックで構成されています。sensAIは、iCE40 UltraPlusに対応しています。

●iCE40 UltraPlus(iCE40UP5K-SG48)の主な仕様
・電源電圧：1.14V～1.26V
・LUT論理密度：5280
・消費電流：75μA(スリープ時)、1～10mA(動作時)
・組み込みブロック(EBR)RAM：120kビット
・シングルポートRAM：1024kビット
・PLL×1、I2Cコア×2、SPIコア×2
・オシレータ：10kHz(低消費電力用)、48MHz(高機能用)
・24mAドライブ×3
・16×16乗算器/32ビットアキュムレータブロック×8
・NVCM(Non-Volatile Configuration Memory)：あり
・PWM：あり
・パッケージ：QFN48ピン、7.0mm×7.0mm

ICE40 ULTRAPLUS BREAKOUT BOARD 【ICE40UP5K-B-EVN】　6,464円

　 ワイヤレス給電とは、ケーブルなどを接続せずに電力を送ることです。例えば、最新のスマートフォンなどでは、充電用のマットの上に置くだけで充電ができるようになっています。今回ご紹介する「ワイヤレス給電送信回路」と「ワイヤレス給電受信回路」を組み合わせることで、リチウムイオン電池をワイヤレスで充電することができます。電気的に絶縁された装置に応用するワイヤレス給電の実験や過酷な環境で使用するワイヤレス給電システムの試作などにご利用いただけます。

　ワイヤレス給電送信回路には、アナログデバイセズ社のワイヤレスパワートランスミッタLTC4125を使用しています。LTC4125は、外部に接続したLC回路の共振周波数と一致するように、自動的に駆動周波数を調整するAutoResonantスイッチング機能があり、入力電源(3V～5.5V)から受信回路側の同調レシーバに最大5Wの電力を供給することができます。

また、ワイヤレス給電受信回路には、アナログデバイセズ社のワイヤレスパワーレシーバ/バッテリチャージャLTC4120-4.2を使用しています。LTC4120-4.2は、入力電圧を効率よく安定化する動的整合化制御機能(DHC)を内蔵し、LTC4125から送られてきた電力を、4.2Vの電圧に固定し安定した電流で出力します。さらに、同期整流式の降圧バッテリチャージャとして機能し、リチウムイオン電池を効率よく充電します。

●ワイヤレス給電送信回路とワイヤレス給電受信回路の仕様

【ワイヤレス給電送信回路】
・入力電圧範囲：3V～5.5V
・入出力端子：VIN、LTX1、LTX2(LTX1-LTX2間に送電コイルを接続)、GND
・送信電力：5W
・AutoResonantスイッチング機能、異物検出機能

ワイヤレス給電送信回路 【MEB-LTC4125-T】　8,540円

【ワイヤレス給電受信回路】
・入力電圧範囲：12.5V～40V
・出力フロート電圧：4.2V
・充電電流：400mA(CHG1ショート、CHG2オープン)、200mA(CHG1オープン、CHG2ショート)
・入出力端子：LRX1、LRX2(LRX1-LRX2間に受電コイルを接続)、VBAT、GND
・設定用ジャンパ：CHG1、CHG2

ワイヤレス給電受信回路 【MEB-LTC4120-R】　7,500円