CPUコアを搭載した強力なFPGAの市場での使用が急拡大しているボトルネックは、ほとんどすべてのアプリケーションがLinuxを使用していることです。これには大量のメモリ、ほとんどのRAMを必要とし、内蔵RAMの不足は外部DRAMが必要であることを意味します。デバイスの「ベアメタル」使用法は非常に困難です。
ザイリンクスZynq FPGAをマイクロコントローラーとして使用して、CPUコアを内蔵したザイリンクス社Zynq FPGA（上記のSEGGER emPower Zynqボードの一部）は 以前から最新のJ-Trace PROで使用されています。
このデバイスには、ARM Cortex-A9 デュアルコアコア用に256 KBのRAMと512 KBのL2キャッシュがあります。1Gbイーサネット、高速USBホスト、デバイスコントローラ、その他多くの周辺機器も内蔵しています。対応していないペリフェラルは、Verilog、VHDL（または同様のもの）を使用して簡単に追加できます。つまり、FPGAに実装できます。このデバイスは、シンプルなマイクロコントローラよりもはるかに多くの電力を提供します。
Segger社RTOS（embOS）とミドルウェア（TCP / IPスタック（emNet）とUSBデバイススタック（emUSB-Device））のためのドライバーとボードサポートパッケージ（BSP）で動作します。Trace PROは、プロセスにより、キャプチャしたトレースデータをリアルタイムでホストに転送し、そこでリアルタイムで分析および視覚化できるトレースプローブを構築することができました。データをストリーミングすることはトレースバッファの制限がないことを意味し、能力の低いトレースプローブの重大な弱点を排除します。これは理想的です。このデバイスには外部メモリがありますが、キャプチャされたトレースデータ用の中間バッファとしてのみです。
◆ emPower Zynqの設計の原点
SEGGERツールを使用して、Zynqは非常に強力で信頼性があり、柔軟かつ高速であることが証明されたため、移植したミドルウェアとBSPを市場で利用できるようになりました。外部メモリなしで安価な評価用ボードを見つけることができず、これが私たちが使うものならば、他の人たちもそうかもしれないと感じました。外部RAMを必要とせずに「単純に動作」する高速CPUとFPGAのソリューションを望んでいたので、以前と同様に、Segger社内で構築することにしました。
◆ 外部メモリを使用しない利点
外部RAMを排除することは、もちろんRAMのコストを節約します。しかしこれはまたEMIを減らし、消費電力を減らし、より単純な回路図、より単純なPCB設計（より少ない層を持つ）、そしてより小さなPCBを可能にします。最終的に起動も速くなり、コンポーネントが少ないほど信頼性が高くなります。
◆ SEGGER emPower Zynqボード
高速USBデバイスとホスト、Gbイーサネット、SDカードインターフェースを備えています。ザイリンクスプローブをFPGAに使用できるように、ボード上に標準のザイリンクスコネクタがあります。Cortex-A9上で実行されているプログラムをデバッグ（およびトレース）するためのJ-Linkと独自のトレースコネクタが搭載されています。CPUは、プログラムとFPGAのコンフィギュレーションの両方を含む小さなQuad SPIフラッシュから起動します。FPGAロジックはイメージ内に圧縮形式で保存されます（最適なemCompressを使用し、FPGAロジックイメージを元のサイズの数分の1に縮小）。
SEGGERはデモソフトウェアを利用可能にするだけでなく（J-Link OBから簡単にダウンロード可能で、ドラッグアンドドロッププログラミングも可能）、このソフトウェアをクロスプラットフォームIDE であるEmbedded Studioでも利用できます。
SEGGER Softwareを使えば、この強力なデバイスはマイクロコントローラと同じくらい簡単です。
ファームウェア全体は通常512kBのL2キャッシュに収まります。そうでなくても、XIP（execute-in-place）はキャッシュよりも大きいプログラムを持つことを可能にします。これが必要になることはめったにありませんが、たとえそうであっても問題にはなりません。使用頻度の低いデータ（FPGAロジック、Webページ、その他の定数の設定など）はキャッシュ不可能な領域に配置することができるため、タイムクリティカルなコードは引き続きL2キャッシュに格納できます。
サンプルプロジェクトでは、プロジェクト全体がL2キャッシュに簡単に収まります。つまり、プログラムがキャッシュに入ったら、メモリからのロードは不要で、プログラムは1GHzまでのCPUコアで非常に速く実行されます。ザイリンクスによると、シングルコアで2.5 DMIPS / MHzを実現します。ほとんどシングルコアを使っていますが、デュアルコアバージョンの「The Beast」もあります。
サンプルプロジェクトは、アプリケーションと一緒にソースコードで通常どおりに利用可能になり、Embedded Studioを使用して修正および再構築することができます。非営利目的および評価用には、Embedded StudioおよびEmbedded Studio PROを無料で使用できます。Embedded Studio PROには、IoTツールキット、Web、FTPサーバーなど、あらゆるミドルウェアが付属しています。
◆ 強力なFPGAがマイクロコントローラになる
SEGGERソフトウェアが強力なFPGAをマイクロコントローラに変えることができます。そして、デバイスのための全く新しい市場を切り開きます。このような強力なデバイスを利用して使用するのがこれまでになく簡単になったので、これは確かに次のプロジェクトのために考慮すべき解決策です。SEGGERソフトウェアでは、それは単に機能します。
◆リリース時期
2019年夏頃
【SEGGER社について】
SEGGER Microcontrollerは、組み込みシステム向けのソフトウェア、ハードウェア、開発ツールのフルレンジサプライヤです。同社は、手頃な価格で、柔軟で使いやすいツールとコンポーネントを使用して、開発プロセス全体を通じてサポートを提供しています。SEGGERは、急速に発展するIoTのニーズを満たすセキュアな通信とデータおよび製品セキュリティのためのソリューションを提供します。Segger社は1992年に設立され、着実に成長しています。詳細については、以下をご覧ください。https://www.segger-pocjapan.com
【ポジティブワン株式会社について】
社名 ポジティブワン株式会社（POSITIVE ONE CORPORATION）
所在地 〒150-0043 東京都渋谷区道玄坂１－１２－１ 渋谷マークシティ・ウエスト22F
所在地 〒651-0087 兵庫県神戸市中央区御幸通8-1-6神戸国際会館 22F
ＵＲＬ https://www.positive-one.com
ポジティブワン株式会社は、最先端技術と時代を先読みしたエンベデッドソリューションをご提供します。そのために海外の有力な最先端技術会社と提携し、多様化する仕様に対応できるＯＥＭハードウェアや世界標準ＩＳＯ等に準拠する品質向上のためのツールをご提供します。さらに、システムコンサルティング、エンベデッドからＰＣ、スマートフォン、サーバーを含んだハードウェアからソフトウェアまでのシステム受託開発など、皆様のプロジェクト成功のためのご支援をいたします。
【本件に関するお問い合わせ先】
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ＴＥＬ：03-3256-3933 ＦＡＸ：03-4360-5301
