Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介「FPGAに取り組むArduino製品」

　「アプリケーションラボ」は、Digi-Key社のご協力をいただいて、Digi-Key社が公開している新製品や技術情報を日本語でご紹介するWebページです。基礎技術から最新技術まで有益な情報を公開していますので、是非ご活用ください。

　今回は、FPGAで処理を高速化し、Arduinoの資産を活用してシステムを開発するAlorium Technology社の開発ボードについて解説した記事をご紹介します。

■FPGAに取り組むArduino製品：構成済みやカスタムのIPにAloriumのSnoモジュールを使用

　現在、Arduino開発ボードを利用して様々なアプリケーションが開発されていますが、8ビットアーキテクチャというマイコンの処理能力の限界からArduinoでは仕様を満足できないケースが多々あります。そこで、FPGAを利用してArduinoでは実現できないリアルタイム組み込み設計の問題を解決しようという方法が考えられています。

　Alorium Technology社のXLR8(写真左)とSno FPGAモジュール(写真右)は、IntelのMAX10を搭載したArduino互換ボードです。Alorium社は、米国で2014年に設立されたばかりのベンチャー企業です。XLR8は、Arduino Unoと同じフォームファクタを使用しており、Arduinoのシールドやアクセサリをそのまま利用することができます。また、Sno FPGAモジュールは、17.8mm×43.2mmという非常に小さな開発ボードです。どちらも、Atmel社のATmega328互換マイクロコントローラをソフトコアとしてMAX10 FPGA内部に実装しています。

　FPGAには、Alorium XBというIPコアが実装されています。XB1～XB5まであり、直交デコーディング、サーボモータ制御、RGB LED制御、12ビットA/Dコンバータ、浮動小数点演算アクセラレータの機能があります。これらのIPをArduino IDEから利用することができ、FPGAのプログラミングをする必要はありません。ただし、独自のXBを作成して利用するには、VerilogやVHDLハードウェア記述言語を用いる必要があります。

　【アプリケーションラボ】の解説記事では、ArduinoのFPGA開発ボードArduino MKR Vidor 4000も取り上げて、ArduinoとAlorium両社のFPGAに対する取り組みの違いについても解説しています。

　ここで解説されているデバイスは、マルツオンラインのウェブサイトで購入できますので、是非参考にしてください。

XLR8 Arduino互換FPGA開発ボード【XLR8R22M08V5U0DI】　9,560円
Sno Arduino互換FPGAモジュール【SNOR20M16V3】　6,247円

下記の2本の解説記事も同時に公開しました。合わせて参考にしてください。
　
■適切な高電圧オペアンプによる高電圧の効果的で安全な制御と増幅
　インクジェットプリンタや超音波トランスデューサなどでは、高電圧(60V～100V)で動作するオペアンプが必要になりますが、高電圧のオペアンプはデバイスの選択やデザインイン、レイアウトに特別な配慮が必要です。ここでは、高電圧のオペアンプを正しく適用する方法について詳しく解説します。
　
■高精度の産業用センシングシステムフロントエンドの設計
　産業用途やプロセス制御では、高精度のセンシング技術が要求されます。ここでは、高精度かつ高性能の産業用センシング技術および信号変換フロントエンドの主要コンポーネントとパラメータの要件について詳しく解説します。