spartan3をCPUから「slave serial mode」でconfigする（１）

近頃GBCばっかりupしているのでたまにはエレキの話題でも．

ArduinoでFPGAをprogramming（ISPとも言うかも）しようとしています．

よろず信号を扱う時には、ArduinoかSTM32のようなCPUで処理したいとは思うのですが、速度等の事情でどうしてもhardwareで自走してもらわなくちゃ成立しない場面がちょくちょくあります．

たとえばパラシリだったりシリパラだったり、それの同期を検出したりするにはFPGAじゃないと務まりません．CPUのperipheralでやれる事は限度があるので、同期検出まではCPUじゃ出来かねる．．．

そうゆう時はFPGAを使います．FPGA基板を中華通販で探すわけですが、どうも近頃は使いやすい物が無いんです．以下その事情を．．．

↓2015年頃に＄２３ぐらいで出回っていたSpartan3E250の基板は好きで何枚か買いました．でもこれは今は見つかりません．Spartan3がディスコンとも聞きますし．

↓あと、Spartan6のこんなてんこ盛り基板もかつて在りまして、￥２７００とかでした．spartan6ともなるとgate数が巨大すぎて使いきれないし、基板サイズが巨大で使い勝手は悪かったので２枚ぐらい買ってその後はあまり使ってません．HDMIで使いました．

この投稿を書いているのは2024年なわけですが、コロナ騒動で半導体価格が上がった後遺症でかspartan6基板の価格は￥７０００超えてます．￥５００足らずのCPUの補器として使うFPGAが￥７０００じゃやる気になりません．

↓gate数は小さいですが、cycloneII EP2C5T144 のこれは時価￥３５００以上してます．高価すぎる．ALTERAはIDEが苦手だしなぁ．

↓もっと小型でFFが72個のXC9572基板は￥１０００ぐらいですけど、gate数が小さすぎます．

というわけで、、、FF数が1000個ぐらいで価格￥１０００～２０００ぐらいの基板が中華市場に無いんです．なんてこったい・・・

仕方がないので、お好みなFPGAプリント基板を自作するかぁと思い、config ROMのXCF02などを調べると、中華で￥２０００などとクレイジーな価格になっています．これも原因はディスコンのせいみたいです．config ROM買えません～

config ROMが市場から消えてしまって皆さんどうしているのかというと、今じゃWINBONDなどのserial FLASHが￥５０とかゴミのような価格で売られているので、これを使っているんですね．

.bitをFLASHに焼いておいて、起動時にCPUがFLASH→FPGAへ流し込むというやり方．

さらには、spartan3E以降のFPGAではCPUを介さずに、FPGA自身がserial FLASHからbinaryを読んで自分を焼く仕組みになっているみたいです．なるほど、みんなそれを使うわけだわ．

FLASHの問題はクリアしたとして、FPGAは何を使うか？

↓中華通販で使えそうなのがこれ．XC3S50-4VQ100CはSpartan3の小容量品です．

0.5mm pitch 100pinなのでなんとか手ハンダでやれるレベル．

５ヶ買って￥２８００だったので、＠￥５６０は許す．

小容量とはいえFFは1500個載っているので容量的にも十分．

↓FPGA単体のプリント基板は作りました．動作確認は済んでます．ただしこれだとFLASHは載せてないので電源切ったら消えちゃいます．

↓FLASHとCPUの機能はこちらの基板をprogramしてるところ．去年の暮に火入れした投稿ではFLASHへのアクセスを確認しただけだったので、機能を強化してるとこ．

動作確認が済んだら、ATMEGA168+W25Qxxxの基板を作ると思います．

FPGA configバイナリをATMEGA168やATMEGA328の内部FLASHには置けないと思っています．

ISE projectフォルダ内の.bitファイル　→56kB

ATMEGA328 FLASH　→32kB　　容量足りないよねぇ

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かしこ