世界シェアNo.1のPLDベンダであるザイリンクスは、業界初の65nmプロセスを駆使した最先端PLDの製造・提供をはじめ、開発ツールやIPコアなど定義済みのシステム機能や、充実したエンジニアリングサポートを含む完全なプログラマブル システム ソリューションを提供します。また、各種開発ツールなどの一流企業との積極的なパートナーシップへの取り組みにより、最高のトータル ソリューションを提供します。4年前にT-EngineフォーラムA会員に加入したザイリンクスは、T-Engineを利用した組み込み機器の開発・普及活動を積極的にサポートしています。
本展示会のザイリンクスブースでは、ザイリンクス販売代理店である菱洋エレクトロ株式会社および新光商事株式会社と共に次のソリューションの展示を行います。
●ザイリンクスのCPU内蔵高性能FPGA、Virtex-4 FXを搭載した標準T-Engineボード
菱洋エレクトロが、ザイリンクスおよびパーソナルメディアが共同開発した「T-Engine/PPC-V4FX開発キット」は、ザイリンクスのVirtex-4 FXを搭載した標準T-Engineボード (写真参照) です。Virtex-4 FXは、最大2つのPowerPC 405プロセッサのハードウェア コアを搭載したFPGAデバイスです。FPGAデバイスは、オンボードでもプログラマブルにハードウェア回路を生成できるデバイスとして多くの組み込みシステムへの採用が進んでいます。ASICやSoCなどのカスタムチップの開発には、多くの工数と納期が必要であり、プロセスの微細化が進むほどマスク費の高騰を招き、イニシャルコストと量産数との損益分岐点が上がっています。これに対してFPGAは、ハードウェア回路をプログラマブルに生成できることから、早期の市場投入や開発コストの低減など、大きなメリットを提供します。ザイリンクスのVirtex-4 FXは、デュアルPowerPCプロセッサとしての機能に加えて、CPUの周辺機能やユーザロジックをプログラマブルに生成することで、カスタマイズされたプロセッサチップを容易に設計できます。
「T-Engine/PPC-V4FX開発キット」を用いることにより、T-Engineのソフトウェアの標準化と互換性の向上に加えて、FPGAの柔軟性により大幅に開発効率の向上を図ることができます。FPGAはハードウェアの変更や修正が、デバイスや基板を交換することなく、手元のPCで容易に行うことが可能です。これにより、デバッグ途中でのハードウェアの修正はもとより、ソフトウェアに最適なハードウェアへの変更が可能となり、真のソフトウェアとハードウェアの同時設計を可能とし、開発期間の大幅短縮を実現します。（図１参照）
「T-Engine/PPC-V4FX開発キット」は、CPUにVirtex-4 FXに内蔵されたPowerPC 405（300MHz）に加え、16MBのフラッシュメモリと128MBのDDR-SDRAMを標準装備しています。各種入出力インターフェイスとして、USB（Host）、PCMCIAカード、シリアル、eTRONチップ・インタフェース、ヘッドフォン出力、マイク入力、拡張バス・インターフェイス（PCI互換）などが用意されています。また、LCDパネル・インターフェイス、アナログRGB出力、LAN（2ポート）、JTAGインターフェイスなども搭載されています。このように、昨今の組み込みシステムがネットワークに接続されるものが多い状況を踏まえ、FPGAに搭載したLAN制御用のIPによって、2ポートのLANを標準搭載しています。
「T-Engine/PPC-V4FX開発キット」には、T-Engineの標準OSであるT-Kernelや、T-Kernelにファイル管理やプロセス管理機能を拡張するT-Kernel Extension、BIOSに相当するT-Monitor、各種デバイス ドライバやサンプル ソフトなどが用意されています。また、ホスト（Windowsパソコン）側の開発環境として、T-Kernelに対応済みのGNU C/C++コンパイラ、ソースレベル デバッガのGBD、ANSI CやT-Kernel関連ライブラリを提供します。さらに、T-Kernel仕様書やライブラリ説明書、開発環境説明書などのマニュアルも用意されています。
「Xilinx T-Engineボード」を含んだ「T-Engine/PPC-V4FX開発キット」はパーソナルメディア社から提供されています。
●T-Engine拡張ボード「TX-XC3S500E」
T-Engine拡張ボード「TX-XC3S500E」は、T-Engineに接続して手軽に機能拡張を行ったり、開発TATの短縮に貢献したりする目的で開発されたFPGAボードです。「TX-XC3S500E」はFPGAを搭載しており、これを使用することで、FPGAの利点を活かしたロジックの拡張を行うことができ、また、コプロ的に使用したり、サブCPUを構築・動作させたりすることが可能で、メインCPUの負荷を低減するだけでなく、処理を切り分けることでリアルタイム性の向上が実現します。「TX-XC3S500E」は、T-Engine拡張コネクタを実装しており、全てのT-Engine/μT-Engineとの接続が可能です。（※一部、接続には変換アダプタが必要なものがあります。）搭載デバイスは、ザイリンクスの低コストFPGAであるSpartan-3E ( XC3S500E-FG320) で、130本以上のI/O拡張を実現します。Spartan-3Eは、汎用フラッシュメモリによるコンフィグレーションも可能で、「TX-XC3S500E」でも専用フラッシュメモリのXCF04、および、汎用フラッシュメモリを搭載しています。
本展示会では、汎用T-Engineボードに「TX-XC3S500E」を接続し、ロボットアームを制御するデモンストレーションを行います。このデモでは、メインCPUを単に命令を出すだけに負荷を軽減させ、残りの処理を拡張ボード側のFPGAに搭載した32bit RISCソフトCPUであるMicroBlazeで実施することで、負荷分散を実現しています。T-Engineボード上のスイッチで操作を行い、「TX-XC3S500E」上のMicroBlazeから命令をだし、ロボットアームの上下、左右回転、アーム掴む・離す等動作を行います。ご希望により来場のお客様が自身で実際に操作していただくことも可能です。
MicroBlazeのライセンスは、統合開発環境であるエンベデッド開発キット (EDK) に付属しています。EDKを使用すると、一連の開発作業をGUIで容易に行うことも可能です。今回行う前述のデモではMicroBlazeを使用していますが、ザイリンクスは、簡易な8bitソフトCPUのPicoBlazeや、MicroBlazeよりさらに高性能なPowerPCを搭載したFPGAも提供しており、一般的なプロセッサソリューションと比べ、選択の幅が広いのが特徴です。
