FPGAスタータ・キットで初体験!オリジナル・マイコン作り【オンデマンド版】－フリーのCPUコアNios Ⅱ/eと高速ロジックで七変化(トライアルシリーズ) [単行本]

FPGAスタータ・キットで初体験!オリジナル・マイコン作り【オンデマンド版】－フリーのCPUコアNios Ⅱ/eと高速ロジックで七変化(トライアルシリーズ) の 商品概要

• 目次

  ★目次
  
  
  ☆第1部　PWM制御システム編
  
  ●第1章　PWM発生器1個をFPGAに実装して動かす(1日目)
  Quartus IIでプロジェクトを生成する
  PWMモジュールをVerilog HDLで書く
  Pin Plannerで入出力ピンを割り当てる
  Start Compilationボタンでコンパイル
  Programmerボタンでプログラム
  右端の緑色LEDがゆっくり点滅しているのを確認
  補足1：Verilog HDLで記述したPWM回路の詳細
  
  ●第2章　Nios IIを使って効率良く設計を進める(2日目)
  ロジックをつなぐだけの設計には限界が．やはりマイコンも必要
  Qsysを使ってNios IIマイコン・システムを構築する
  Quartus IIに戻ってNios IIマイコン・システムを組み込む
  Nios II EDSでソフトウェアを開発する
  動作確認とキャリア周波数/デューティの変更
  補足2 エラーが出たときは．トラブル・シューティング
  
  ●第3章　7セグLEDとボタンでデューティを変える(3日目)
  ポートの上げ下げのコンビネーションで数字を表現する
  Qsysで7セグ制御用PIOを追加する
  Qsysで何かを追加したら必ずQuartus IIに戻ってコンパイル
  Nios II EDSでソフトウェアを作ってPIOを制御する
  
  ●第4章　PWMを8個に増やしてNios IIで制御する(4日目)
  QsysでPWM8個を制御するPIOを追加する
  Quartus IIでPWMを8個に増やす
  Nios II EDSでC言語ソースを記述する
  
  ●第5章　複雑なステート遷移もNios II+C言語で楽々(5日目)
  ステート遷移を考える
  Qsysで7セグをさらに3個追加
  Quartus IIでVerilog HDLファイルを編集
  Nios II EDSで8個のPWMを制御する
  作成したPWM制御システムの仕様
  C言語コーディングのポイント
  
  ●第6章　SignalTap IIでPWMの動作確認(6日目)
  FPGA内部の信号をロジック・アナライザで当たる
  SignalTap II使い方あれこれ
  
  ●第7章　ハードウェアとソフトウェアをROM化する(7日目)
  QsysでEPCSを組み込む
  Quartus IIでEPCS関連の処理
  Nios II EDSで新規プロジェクトを作ってFlash Programmer
  
  ●第8章　SDRAMにソフトウェアを置く(8日目)
  QsysでSDRAMコントローラを追加する
  Quartus IIでSDRAM関連の処理
  Nios II EDSでSDRAM用ソフトウェアを作成
  
  ●第9章　フラッシュ・メモリにソフトウェアを置く(9日目)
  Qsysでフラッシュ・メモリ・コントローラを構成する
  Quartus IIでフラッシュ・メモリ関連の処理
  Nios II EDSでメモリ・テストしてからプログラムする
  
  ●第10章　フラッシュ・メモリに変数を読み書き(10日目)
  Qsysでスライド・スイッチを1個追加しておく
  Quartus IIでスライド・スイッチの処理
  Nios II EDSでフラッシュの読み書きの記述を追加
  作成したPWM制御システムの応用例
  
  ●第11章　PWM制御システムの論理シミュレーション(11日目)
  アルテラが提供する無償の論理シミュレータを使う
  シミュレーション結果を見る
  
  
  ☆第2部　画像処理システム編
  
  ●第1章　ともかくCMOSカメラの映像をVGAに映す(1日目)
  CMOSカメラの概要
  カメラとVGAとの同期を考える
  CMOSカメラ・モジュールをDE0につなぐ
  ハードウェアをFPGAに実装する
  
  ●第2章　ライン・バッファで同期をとる回路の詳細(2日目)
  画像処理コアVideoProcCore
  CMOSカメラからの信号を受け取るCAM_CTRL
  VGAに同期信号を出すVGA_CTRL
  ライン・バッファを制御するLINEIN_CTRL
  ライン・バッファで水平同期の時間差を吸収
  
  ●第3章　Nios IIでCMOSカメラのレジスタ設定(3日目)
  Qsysを使ってNios IIマイコン・システムを構築する
  Quartus IIに戻ってNios IIマイコン・システムを組み込む
  Nios II EDSでソフトウェアを開発する
  Nios IIでカメラのレジスタ設定して1歩前進
  
  ●第4章　外部SDRAMを使ってフル画像表示する(4日目)
  DE0に実装されたSDRAMを使う
  8個のフレーム領域をうまく使う
  外部SDRAMを使うように外部ハードウェアを変更
  フル画像が見られるのはSDRAMを使っているから
  
  ●第5章　SDRAMの使い方(5日目)
  SDRAMのインターフェース
  SDRAMの初期化シーケンス
  本書ではCAS Latency=2，Burst Length=4で使う
  
  ●第6章　SDRAMコントローラのしくみ(6日目)
  シーケンス制御用にステート・マシンを作る
  全体的な処理の流れ
  SDRAM書き込みラインと読み出しラインの関係
  SDRAMの書き込み回路の詳細
  SDRAMの読み出し回路の詳細
  SDRAM内部のフレーム・マッピング
  具体的なアドレスの出し方
  
  ●第7章　静止画モードとリピート・モードを実現(7日目)
  静止画/リピート対応のためにSDRAMコントローラを変更する
  Qsysでモード切り替え用PIOを追加
  Nios II EDSでモード切り替え用ソフトウェアを開発する
  モード切り替え用ソフトウェアの詳細
  
  ●第8章　動き成分を表示する(8日目)
  カメラ画像を使った動き検出のメリット
  二つのフレームを読み出して差分をとる
  ハードウェアで動き成分を計算する
  Nios II EDSでソフトウェアを1ヵ所だけ変更する
  動き成分表示回路の詳細
  
  ●第9章　動き検出してモニタをON/OFF(9日目)
  QsysでVGAをON/OFFする制御線を追加
  Quartus IIで動き検出回路を追加
  Nios II EDSでVGAをON/OFFするソフトウェアを開発
  動き検出回路の詳細
  Nios IIはMDETを見てDISPOFFを制御する
  
  ●第10章　SDメモリーカードに静止画を保存する(10日目)
  SDメモリーカード(広義)の詳細
  Qsysで静止画の通り道を作る
  Quartus IIで静止画の授受が出来るように変更
  Nios IIがSDメモリーカードの読み書きをする
  
  ●第11章　SDメモリーカード⇔SDRAMのしくみ(11日目)
  SDRAM→SDメモリーカード転送のシーケンス
  SDメモリーカード→SDRAM転送のシーケンス
  SDRAM→SDメモリーカード転送回路の動作
  SDメモリーカード→SDRAM転送回路の動作
  
  ●第12章　SDメモリーカードをNios IIで読み書き(12日目)
  SDメモリーカードはSPIモードで使用する
  SDメモリーカードの初期化ルーチン
  SDメモリーカードへのデータの送信
  SDメモリーカードからのデータの受信
  各フレームのアドレスの割り当て方
  1ライン書き込む関数と読み出す関数
  3フレーム書いて3フレーム読むmain関数
  
  ●第13章　動きに合わせてブザーを鳴らすシステム(13日目)
  QsysでPWM制御用PIOを追加する
  Quartus IIでPWMを制御できるように変更を加える
  Nios IIは動きの回数によりPWMの周期を変える
  
  ●第14章　動きの方向を振動モータで伝えるシステム(14日目)
  左右独立した動き検出ハードウェア
  Quartus IIで動き検出の部分に変更を加える
  Nios IIがモータの振動の強さを決める
  高速画像処理のロジックと全体制御のNios IIは最強コンビ
  
  ●第15章　画像処理システムの論理シミュレーション(15日目)
  1日目に使ったプロジェクトのシミュレーション
  SDRAMを含めたシミュレーション
  
  
  ☆Appendix
  
  Appendix A　LCDを使って効率的で確実なデバッグ
  Appendix B　RS-232-Cポートを使ってパソコンと通信
  Appendix C　FPGA開発ツールのセットアップ
  Appendix D　USB-Blasterドライバのインストール
  Appendix E　ModelSim-Altera Starter Editionのセットアップ
  Appendix F　第1部のVHDLと第2部のVerilog HDL

• 出版社からのコメント

  FPGA/Nios IIマイコン・システム設計の入門書FPGAボードDE0を使用しPWM制御と動画像処理システムの設計を解説

• 内容紹介

  本書は，FPGA/Nios IIマイコン・システム設計の入門書です．低価格で高性能なFPGAボードDE0を使用して，PWM制御システムと動画像処理システムの設計方法を詳しく解説しています．SOC(System On Chip)に取り組まれる方の最初の足掛かりとして効果的です．

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