NEP|名古屋大学組込みシステム人材育成プログラム

NCES人材育成プログラム(NEP)
組込みシステムの研究者と技術者を育成します

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FPGAを用いたハードウェア/ソフトウェア コ・デザイン

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開講日 2017年08月18日(金曜日)
開講時間 09時30分から17時00分
(09時00分開場,集合時刻09時15分)
受講申込締切り 2017年08月10日(木曜日)15時
受講料 2万円(税込)
定員(先着順) 20名
会場 名古屋大学 IB電子情報館南棟285講義室(アクセス
講師 冨山宏之(立命館大学),木下智雄(株式会社ソリトンシステムズ)
講師は都合により変更する場合があります
講座概要

近年FPGAは,組込みシステムの試作用途だけでなく,最終製品にも使用されることが多くなってきました.また,最近のFPGAの高集積化により,既製品のマイコンのアクセラレータとしてFPGAを使うのではなく,1つのFPGA上にマイコンとアクセラレータを集積して使うことが増えています.その結果,組込みソフトウェア技術者の仕事と,ハードウェア回路技術者の仕事の境界が曖昧になってきています.すなわち,従来のソフトウェア技術者が,FPGAを用いた回路設計技術を習得する必要に迫られています.

一方,FPGA設計ツールやC言語ベース高位合成ツールの普及により,FPGA設計の敷居が低くなってきました.

本講義では,組込みソフトウェア技術者が,FPGAを用いたシステム設計に新たに取り組むことを想定し,そのために必要な基礎知識と実践力を獲得することを目的とします.

本講義は4時限から構成されます.まず1時限目では,FPGA設計に関する基礎を解説した後,演習で用いるFPGAボードとNios IIプロセッサについて説明します.その後,FPGA上Nios IIプロセッサを実装し,その上でプログラムを実行する演習を行います.2時限目では,C言語を用いた回路設計に関する講義を行い,その後,実際に高位合成ツールを使ってアクセラレータ回路を合成し,HDLシミュレータ上で動作確認する演習を行います.3時限目では,ハードウェア/ソフトウェア コ・デザインに関する講義を行い,その後,2時限目で合成したアクセラレータ回路をFPGA上でNios IIプロセッサと接続し,Nios II上のソフトウェアとアクセラレータ回路を協調実行させる演習を行います.4時限目では,より発展的な演習を行い,実践力の向上を図ります.

実習機材 講義当日は,受講者1人に以下の実習教材1セットをお貸しします.
・開発用ホストPC
 -WindowsPC, 開発環境をセットアップ済
・FPGA ボードとディスプレイ
 -DE2-115(Terasic社)
 -Multi-touch LCD Module(Terasic社)
・FPGA設計ツール
 -Quartus II(Altera社)
・C言語入力動作合成ツール
 -eXCite(Y Exploration社)
・HDLシミュレータ
 -Active-HDL(Aldec社)
到達目標 ・C言語によるFPGA設計の基礎を習得する
・FPGAを用いたハードウェア/ソフトウェア コ・デザインの基礎を習得する
対象者 これからFPGAを使いたいと考えている組込みソフトウェア技術者
前提条件 ・C言語およびアセンブリ言語によるプログラミング経験があること
・マイコンボード上でソフトウェア開発を行った経験があることが好ましい
・FPGA設計の基礎知識がある方が好ましい
講義計画

1限目:FPGAとマイコンの基礎
・講義:FPGA設計の基礎とNios IIアーキテクチャ
・演習:FPGA上でのマイコンの実行

2限目:C言語によるハードウェア設計
・講義:高位合成の基礎
・演習:高位合成ツールを使ったハードウェア・アクセラレータの設計,シミュレーションによる動作確認

3限目:ハードウェア/ソフトウェア コ・デザイン
・講義:コ・デザインの基礎
・演習:FPGA上でのマイコンとアクセラレータの協調実行

4限目:発展的な演習

これまでに受講された方々の声
  • FPGAの制限をふまえて今後の展開についてうかがうことができたのでよかった.
  • FPGAというキーワードは聞いたことがあったが,この講座を受けてみて,開発環境や設計などの方法を知ることができた.
  • FPGAについてほとんど知識のない状態で受講したがFPGAの基本,ソフトウェア/ハードウェア コ・デザインにおける開発手法の基本を学べたのでよかった.組込みのエンジニアとしてハードウェアに関する知識もつけていかないといけないと再認識できたので良かった.
  • FPGAのツール操作説明だけでなく,設計概論を学ぶことができ,特定のFPGAボードでなくとも活用できるため,役に立った.
  • 今後FPGAが普及することにより,今のソフトの性能ボトルネックを解決する手段になりえると感じた.
  • VHDLを扱える社員は少ないが,C言語を扱える社員は多い.C言語ベースでの開発環境が整えば,作業者を増やすことができる.
  • ハード設計者でなくても,ちょっとしたことがC言語のソースコードで実現できるため有用と感じた.
備考 募集期間に関わらず,受講のための名古屋大学からの諸手続き,連絡は,開講日1月前から開始します.それ以前に,開講手続きや,受講料の期間前納入のご相談には応じ兼ねます.ご了承ください.
お申込みや開講に関わる諸条件は,公開講座開講規約のページをご覧ください.
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