Altium デザインエントリーツール|FPGAユーザー様へ

FPGA 開発ツール – Altium Designer SE

FPGA 開発でのデザインエントリーから、ハード / ソフトウェアのデバッグに至る全工程をサポート。基板設計用デザインエントリーツールとしての機能も豊富な為、FPGA と PCB でツールの使い分けが不要。

Altium Designer SE(基本セット)は、Altium Designer (拡張セット)から PCB 設計機能を省いたサブセットです。拡張セットと同様、洗練された回路図エディタ、HDL ベースのデザインエントリー機能、FPGA の論理合成とデバッグ、組込みソフト開発機能などを備えた、極めて多機能な統合型 FPGA 開発ツールです。

Altium Designer SE は従来、ハードウェアとソフトウェアに対してそれそれ別々のツールを使い、独立したプロセスとして行われていた開発作業を、ひとつのプロセスに統合します。 Altium Designer SE では、FPGA のハードウェアとソフトウェアの両方の FPGA 開発プロセスをサポートしており、それぞれのプロセスをサポートするツールは互いに協調して動作します。

例えば通常、FPGA に CPU コアを搭載したシステムの開発には、FPGA、PCB、ソフトウェアの開発のためにそれぞれ異なったツールが使用されます。この場合、各ツール間のデータの受け渡しはたいへん煩雑であり、さらにユーザインタフェイスがそれぞれ異なるため、操作にも手間取ります。しかしこの統合された Altium Designer SE では、このような非効率な作業を回避できることに加え、Altium Designer PCB ツールなどの、他のアルティウムツールとの連携により、生産性の高い設計環境を構築することができます。

Altium Designer SE のFPGA 開発環境

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Altium Designer SE は、FPGA のハードウェアと組込みソフトの開発が可能です。また Altium Designer SE の ハードウェアの開発プロセスと、ソフトウェアの開発プロセスは、 緊密な連携が行われ、両者の協調デバッグが可能です。そして FPGA デバイスとのインターフェイスを行う NanoBoard 及び、FPGA 開発のタスクは デバイスビュー画面で一元管理されます。 

また Altium Designer SE は、特定のデバイス及びデバイスベンダーに依存しないユニバーサルなツールです。このため、XILINX、Altera、Lattice など主要な FPGA ベンダーのさまざまな FPGA デバイスの開発に利用できます。
さらにアルティウムでは、Altium Designer SE 用の FPGA 開発ボードを用意しています。これには NanoBoard という名称が付けられており、ドータボードを取り替えることによってターゲットデバイスを変更できる、Desktop NanoBoard と、ターゲットデバイスが固定されている安価な NanoBoard 3000 の 2 種類があります。

Altium Designer SE の全体

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Altium Designer SE は、FPGA 回路開発の為の デザインエントリと実装/デバッグに必要な一連の機能を備えています。また、Altium Designer SE は、プリント基板ベースの回路設計ツールとしても、極めて充実した機能を備えており、基板設計と FPGA 開発とで、ツールを使い分ける必要はありません。

Altium Designer SE による FPGA 開発プロセスでは、ソフトウェアと FPGA デバイス間で緊密な連携が行われます。 例えば、Altium Designer は NanoBoard により FPGA デバイスと接続されており、これを経由して Altium Designer からデバイスにデザインデータがダウンロードされます。ダウンロードが完了すると実際の FPGA の動作状態を、仮想計測器とバウンダリスキャンでモニターすることができます。さらにソフトウェアデバッガによるモニターも可能です。発見されたエラーは修正し再度ダウンロードして、テスト及び解析を繰り返します。

このように、Altium Designer SE では、たった一つのツールで ハードウェアとソフトウェアのデバッグを含む一連の FPGA 開発を、インタラクティブな手法を用いて行う事ができます。

FPGA 開発ツール Altium Designer SE の構成

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FPGA 開発のための先進の機能

Altium Designer SE は FPGA 開発のための先進の機能を備えています。そのひとつが仮想計測器によるデバッグ機能です。 仮想計測器は IP として提供されている計測器を FPGA 内に埋め込み、デバイスの実際の動作を測定します。 そしてその結果を Altium Designer の画面上に表示します。また Altium Designer SE では、 CPU やペリフェラル の IP が埋め込まれた部品を回路図上に配置して、ブロック図を作成するだけで論理設計ができる、Open Bus によるデザインエントリーをサポートしています。さらに C 言語によるソフトウェアの記述をハードウェアに置き換えるための C-to-Hardware コンパイラなど、極めて先進的なデザインエントリー機能を備えています。

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Altium Designer SE は回路設計プロセスを広範囲にサポート

Altium Designer では先進的な FPGA 開発機能に目を奪われがちですが、充実したPCB 向けの機能を見逃すわけにはいきません。Altium Designe SE には PCB パターンの編集や CAM 出力機能は備えていませんが、充実した回路図編集機能に加え、基板外形の作成やフットプリントの作成、フットプリントの基板上への配置などの豊富な機能を備えています。

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統合デザインエントリーツール Altium Designer SEの主な特徴

デザインエントリー

・基板設計と FPGA 設計でツールの使い分けが不要な高い汎用性
・混在回路シミュレータ、VHDL シミュレータ、回路図ベースの伝送線路シミュレータ等の検証機能
・無制限の階層設計、マルチチャンネル設計をサポートする高度な回路図編集機能
・回路図シンボルと、PCBフットプリント、シミュレーションモデルを一体化した統合ライブラリ
・100,000 個以上の回路図シンボルを含む充実したライブラリ ODBC による外部データベースとのリンク
・OrCAD Capture V7, V9 & V10 の回路図とライブラリデータの読込み
・OrCAD Capture V7 フォーマットでの回路図の書出し
・P-CAD, PADS, DxDesigner の回路図とライブラリデータの読込み
・AutoCAD DXF/DWG データの読込みと書出し

FPGA 開発

・ハードウェアとソフトウェア開発を統合する、システムオンFPGAソリューション
・ロイヤリティフリーの8051、Z80、PIC165 命令セット互換のプロセッサコアと、コンパイラ /デバッガが付属
・回路図によるデザインエントリーにより HDL の使用せずに FPGA の開発が可能
・Open Bus のサポートにより抽象度の高い回路入力が可能
・ソフトをハードに置き換え、高速化を実現するための C-to-Hardware コンパイラを標準装備
・FPGA の内部動作を計測する仮想計測器によりインタラクティブな手法でデバッグが可能
・コンカレントなデバック機能によるハードウェア/ソフトウェアの並行開発により開発期間の短縮が可能
・広範囲なターゲットデバイスのサポートにより、自由にデバイスを選択することが可能
・別売りの NanoBoard により各種の FPGA デバイスへの書き込みとデバッグをサポート
・FPGA ピンアサイメントの最適化やバックアノテーションなど、PCB エディタとの緊密な連携が可能
・FPGA 開発のために必要な、論理合成、ベンダーツールによる配置配線、データのダウンロード
・組込みソフトの開発、及び FPGA ハードウェアとの協調デバッグ