連載企画 CPU 実験教室 実践編 第 1 回？ 新基板の解説 (概要)

こんにちは、チーム ksk より愛をこめて xyx 神がお送りいたします☆ この企画は、理情名物 CPU 実験を、どこよりも分かりやすく ISer 向け (要は理情生向け) に解説していこうというものです。まだ連載できるかどうか、能力・体力的に不安なんですが、とりあえずは発表で解説したことから書いていこうかなと思っています。予定では、いったん新基板向けの話をしたら、非 09er 向けな話 (VHDL の基礎) とかもやっていこうかなと考えています。

ということで～

みんな～、あいずたんの CPU 実験教室は～じま～るよ～っ！

さて、今回は新基板について、どんなものが載っているかから見て行きたいと思います。

って、初回からいきなりつまらなさそうな話ね。

まあ、そういわず、大事な話だから...

新基板は上の写真のような形をしています。一言で申すなら、

旧基板とは段違いに性能がいい！

FPGA について

まずは FPGA 本体についてみていきましょう

名称

XC5VLX50T-1FFG1136

設定

family	Virtex-5
device	XC5VLX50T
package	FFG1136
speed	-1

もしかして... 上の名称そのまま？

性能

CLB (Configurable Logic Block)	アレイ	120 x 30
	スライス	7,200
	各スライスの LUT と Flip-flop	4 個 (従来の 2 倍)
	最大分散 RAM	480Kb = 60KByte
DSP48E スライス	48 個 (各スライスに 25x18 乗算器・加算器・アキュミュレータを 1 つ)
ブロック RAM	36Kb を 60 個 (36Kb のものが 18Kb x 2 としても使える)、合計 2,160Kb = 270KByte
	旧基板に比べて、圧倒的に容量が増えていますので、相当キャッシュやバッファに RAM を割くことができます

(出典は http://japan.xilinx.com/support/documentation/data_sheets/j_ds100.pdf)

で、要するにどういうことなのよ？ こんな表を出されてもちっともうれしくないんだけど

まあ、旧基板に比べて、ものすごーく性能が高いってことですね (汗

クロック周りについて

クロックは 2 種類出ています。

66.66MHz (15ns)	メモリなどで使いやすいです
48MHz	USB チップに既に入っていますので、これに同期させて USB チップを使います

あと USF に XRST っていうのがありますが、これはリセット スイッチです。旧基板では、リセット スイッチを押すと基板に書き込んだ内容が消えていたんですが、新基板では単なるスイッチになっていて、これを押すことで回路を書き込まずに最初からやり直すことができます。

IO

見て分かるとおり、LED は基板上にありません。ということで、デバッグ時は拡張基板に自分で LED をつける必要があります。拡張基板は、FPGA につながっているピンこそ違え、基盤から見ると、VCC や GND や並びは同じです。つまり、今までの拡張基板がそのまま使えます。

拡張基板への出力ピンの対応 (p: 信号, Z: 未接続)

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
GND	p	p	p	p	p	p	p	p	p	p	GND	p	p	p	p
17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32
p	p	p	p	p	p	p	GND	GND	Z	3.3V	3.3V	Z	5.0V	Z	Z

大体こんな感じ

旧基板の LOC を新基板の LOC に書き換えるスクリプトが書けるよっ！

RS232C は、間に電圧を調整するだけのチップを挟んで、そのままソケットにつながってます。USB2.0 チップはクロックと同期して使う方式で、基板の方でいろいろとつながっていないピンがあるので、使用できる機能は制限されているようです。上記の 48MHz のクロック (チップの上限の速さ) が既に入っています。あと、DDR2-SDRAM (SO-DIMM, 266MHz) ソケットや PCI-express が付いているようです。DVI ソケットはなくなったようです。まあ、こんなところ触る人はいないでしょうけどw

まったく、初回からこんなので大丈夫なのかしら。

最後に

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