明日で販売終了、みえたジェイ

「みえたジェイ」は、6月はじめに販売を開始して以来、個人・法人を問わず、非常に多くの方にご利用いただいて参りました。このソフトは、パラレルポートやUSB-JTAGケーブルを通じて、FPGAの端子の状態をパソコンの画面上に可視化するというものです。BGAパッケージで端子が見えないFPGAでも見えるようにしてしまうという、他に類を見ないデバッグツールです。

このソフトは、本格的なバウンダリスキャンでありながら、
なんと、従来の常識を破る5,000円という、破格のお値段で提供してまいりました。
しかも、FPGAだけではなく、CPLDにも、CPUにも使えてしまうという万能のツールです。

そんな「みえたジェイ」ですが、予定通り明日、6月30日を以ってひとまず販売を終了させていただきます。

仕事でFPGAを開発される方にも、趣味でFPGAで嗜む方にも、おすすめです。
なぜなら、シミュレータや内蔵ロジアナだけでは効率のよいFPGAのデバッグはできません。シミュレータや内蔵ロジアナは、あくまでもバーチャルの世界なのです。

リアルなFPGAの端子を見るのと、それを見ずにバーチャルでやっているのとでは、
開発効率が圧倒的かつ桁違いに変わってくるのは言うまでもないことです。

「みえたジェイ」は、泣いても笑っても、あと34時間ほどで販売終了です。
その後の再販予定は今のところございません。
どうか、この機会をお見逃しなく。

製品紹介ページはこちらです　「みえたジェイ」

製品のお求めは、オンラインショップからお願いします。

持ち運びとデモに便利なパソコン

先週、持ち運びに便利なMini-ITXのパソコンを作りました。
コンパクトで低消費電力です。

このパソコンを作ったのは、移動先でPCI Expressのデモをやりやすくするためです。
展示会とかのためにパソコンを梱包して送っていると送料もかかります。
また、測定器を借りに産業センタに行くときに、大きなデスクトップマシンを持ち運ぶのも大変です。

このミニPCなら鞄に入れて持ち運べますし、PCI Expressのスロットもあるので、拡張カードも挿せます。

小さなモニタ(800x600)もあわせて持ち運べば、まさにどこでもモバイルなデスクトップ環境の完成です。

ただ、Mini-ITXの宿命か、PCI Expressのスロットにカードを挿すと筐体とぶつかってしまいます。
そこで、筐体を削ってカードがささるようにしました。買ったばかりの筐体を惜しげもなくヤスリで削ったり、ペンチで切ります。
仕上げにカプトンテープを念入りにベタベタ貼ってショートしないようにしています。

さて、このパソコン、CPUにはAtomが乗っています。
メモリは4G、ハードディスクは320GBという豪華な構成です。

Atomというと非力というイメージなのですが、移動デモに使うだけではもったいないので、ISEを入れてみました。
しかし論理合成しようとしたら、なぜかISE12が謎のエラーで落ちてしまいます。

そのため、ISE11.5を入れなおして、特電PCI Expressコアを入れたデザイン(XC3S1200Eの20%くらいを使う)を論理合成してみたところ、約8分で論理合成が完了しました。
16:21:09に論理合成を開始して、16:29:11に完了といったところです。

画面サイズが800x600なので、ISEを本気で使うにはちょっと狭いでしょう。
ファイルの編集は他のエディタで行って、論理合成のボタンを押すだけにしたほうがいですね。

同じデザインをCore2Duo(2.9GHｚ)のマシンで論理合成すると2分弱だったので、約4倍時間がかかっていることになります。まぁ待てる時間でしょう。

これで、移動デモと、移動先での論理合成ができるようになりました。

バーチャルCPLD

あるお客様から、17個のCoolRunnerをつないだJTAGチェーンでMITOUJTAG2.16が正しく動作しないとのご連絡をいただきました。
その現象を検証するため、昔作った、JTAGMIMICというのを引っ張り出してきました。

JTAGMIMICと、FPGAの中に仮想的にJTAGデバイスを作る回路です。

JTAGのTAPをエミュレーションする回路と、バウンダリスキャンレジスタをエミュレーションする回路などをFPGAの中に作り、それをFPGA内でいっぱいつなげていくことで、どんな構成のJTAGチェーンでもFPGA内で仮想的に再現できるというものです。
簡単に描けば次の図のような感じになります。エミュレートするJTAGのTCKやTDI、TDO、TMSなどはFPGAの汎用I/Oに入れます。

FPGAのロジックセルでバウンダリスキャンレジスタをエミュレートしています。このデザインではレジスタにキャプチャされる値は乱数を入れていますので、MITOUJTAGでSAMPLEするとチカチカ動きます。結構壮観です。

初代CoolRunnerのXCR3256なのですが、Spartan-6 LX16の中に17個作ってみたら、SLICEの74%を消費しました。Spartan-6がすごいと捉えるか、CoolRunnerといえどもバウンダリスキャンレジスタは意外とでかいと捉えるか。

JTAGMIMICを使えば、どんなデバイスでも作り出せます。有効的な活用法としては、例えば、FPGAやCPLDをエミュレートして書き込みやデバッグアルゴリズムの検証を行ったり、未知のCPUのJTAGまわりをエミュレートしてICEに食わせてみたりと、いろんなことに使えます。
iMPACTも17個のデバイスとして認識してくれて書き込み動作をしようとしてくれます。

JTAGMIMICのサンプルデザインは、こちらにアップロードしておきました。平易なVHDLで書いているので簡単に改造できるはずです。ただ、5年前に作ったコードなので、あちこち汚いです。そこはご容赦ください。

本題のお問い合わせいただいた件ですが、確かにMITOUJTAGで10番目以降のデバイスが正しく操作できないことが確認できました。近いうちにパッチを作ります。また、SVFを経由しなくてもよいようにするため、初代CoolRunnerにMITOUJTAGからネイティブで書き込めるようにアルゴリズムを開発することにします。

◆P.S.
ようやく、特電PCI Expressコアが、x16スロットや、PCIe-PCIeブリッジ下といったイレギュラーな環境や、ArriaGXやSpartan-6といったトランシーバ内蔵デバイスで動くようになってきたかと思いきや、突然パソコンのマザーボードが壊れました。電源を入れるとBEEPが3回鳴って起動しません。マニュアルによればメモリエラーだそうですが、メモリは壊れていないので、やはりマザーボードの故障なのでしょうね。
PCIeボードをhot swapしすぎたかのもしれません。あのArriaGXボードは抜き挿しするときに、よくDIMMにあたって外れるんです。

今夜は頑張ってデバッグや原稿執筆しようと思って、せっかくユンケルのキツイやつ飲んだのに・・

ArriaGXでPCI Expressが動いた！

ArriaGXに特電PCI Express IPコアを移植して、動くようになりました。
今までの特電コアは、フローコントロールの初期化に誤りがあって、x16スロットではちゃんと動きませんでした。

今朝、その間違いを発見し、修正しました。

ArriaGX評価基板をx16のスロットに挿して動かしています。

SignalTAP2で波形を見ると、こんな感じです。
メモリのアクセスのトランザクションです。

拡大すると、こんな感じです。

何はともあれ動いてよかった。
特電コアは近いうちに更新します。

ArriaGXで何か動いてきた

ArriaGXに特電PCI Expressコアを移植しています。

何か、動いてきました。

「1BC 1F7 1F7 2A 02 08 4A 4A 4A 4A 4A 4A・・・ 」

自分で出したTS1がループバックされて見えています。
この後、TS2に変わります。
特電コアの物理層が動いているようです。

きっと、パソコンのPCIeスロットに挿せば、認識くらいされるでしょう。

しかし、このボードがx4の構成なので、x1のスロットに入りません。
x16のスロットに挿すしかないのですが、特電コアはx16のスロットに挿すと動きません。（おそらくフローコントロールの問題）

なので、先にフローコントロールを作ることになるのですが、かなり回り道です。

ArriaGXの内蔵トランシーバが動いた

ALTEARにはArriaというFPGAがあります。StratixとCycloneの間のミドルエンドという位置付けのファミリで、GXが付くタイプはトランシーバが内蔵されています。

CQ出版のArriaGX評価ボードで、内蔵トランシーバの実験をしてみました。
この評価ボードはx4の構成ですが、ここではx1で使います。

PCI ExpressのカードエッジにPCI Expressのソケットを挿しこみ、そのソケットにはジャンパ線でループバックを作っておきます。つまり、ArriaGXから出したテストパターンをArriaGXで受ける形になります。
また、このソケットには、100MHzの水晶とLVDSドライバも付けておきます。これがREFCLKになります。

ALTERAのMegaWizardで、ALT2GXBというMegaFunctionを作り、ユーザ回路の中に組み込みます。ユーザ回路はリセット信号やクロックなどを適切なタイミングで与えるようにします。

すると、だんだん受信回路が安定してくるのが見えます。受信VALIDが上がり、ELECIDLEが下がり、エラーを示すフラグが少しずつ消えてきます。

ここに至るまでに、相当苦労しました。
ポイントは、丁寧にリセットをかけないといけないということと、TXELECIDLEを最初は'1'にしておかないと、トランシーバが動作してくれないということです。

PWRDN(PIPEの信号)は、特に操作しなくても良いのですが、PWRDNを変化させると、PHYSTATUS（に相当する信号）がかわいらしくピョコっと遷移します。

先の波形の後、しばらくすると受信回路が安定してきて、送信したデータを安定して受信できるようになります。
TXから出した信号(COM 00 01 02 03 04 05 06・・・の繰り返し)が、RXから見えるではないですか！！これでばっちりです。

さて、特電PCI Expressコアを移植してみることにしましょう。

16GHz帯域のオシロで測定してきました

埼玉県の産業技術総合センターにお伺いして、16GHz帯域のオシロをお借りして、特電PCI Expressボードの波形を測定してきました。

まず、Spartan-3E PCI Expressボードの送信波形。
PHYに使っているXIO1100GGBというチップが送信する信号波形です。3mのExtend Cablingを伝ってCONTECの拡張ボードにつないでいます。当社基板上のカップリングコンデンサの部分で測っています。
プリエンファシスが効いているのがわかります。

次は、Spartan-6LXTの送信（と思われる）波形。さきほどのとは、電圧レンジが違うので注意してください。

カップリングコンデンサの部分で見ているのですが、プリエンファシスがあまり見えません。GTPの設定が悪いのかもしれません。高速差動ジャンパによる波形の劣化はあまり見られませんでした。
（追記：CoreGenで作るデフォルトのGTPの設定では、プリエンファシスが０、差動振幅も最低になっている。これじゃだめだ。TXDIFFCTRLは"0111"、TXPREEMPHASISは"100"に設定しなければならない。来週、再度測定しにいってこよう。）

いまのところ、波形的にはSpartan-6よりも、XIO1100のほうが綺麗でした。
波形の差は、キワモノなマザーボードで確実に接続性の差となって現れます。
Atomで動くMini-ITXの某マザーボードでは、ボードが認識できませんでした。

昨日はこのような波形をたくさん撮ってきました。撮った波形はこれから解釈して、整理して、JTAGひろばのほうにアップロードします。また、来月のセミナーでも一部をお見せできると思います。

おまけ

FPGAからI/Oの距離の差、つまり配線長の差によって、どのくらい時間差が生じるでしょうか？
ミアンダ配線（クネクネさせて距離を稼ぐ配線）は、本当に必要でしょうか？

その結果は、JTAGひろばに書きました。お楽しみに。

PCI Expressセミナー(@秋葉原UDX)のお知らせ

来る7月2日(金)、秋葉原UDXカンファレンスにて「高速インタフェース＆インターコネクト･デザイン・ワークショップ2010」が開かれます。

私もテクノロジ・セミナで講演させていただくことになりました。
時間は12:40～14:10の90分間です。

題して、
「PCI ExpressをFPGA上で動かすための設計とデバッグ手法
――FPGAエンジニアが本当に知りたかった10のポイント」

このセミナーは、「PCI Expressに対応した機器をFPGAで開発するためには何をすればいいのか」という、FPGAユーザが知りたいと思っている疑問に答えるものです。

Interface誌に連載している解説記事（「徹底解説 作ればわかるPCI Express」）をベースに、未掲載の内容を加え、ここでしか聞くことのできない開発のノウハウを紹介します。中小零細企業のエンジニアやフリーランスのエンジニアがPCI Express機器を開発する際に必要となる知識を解説し、FPGAならではの実践的なデバッグ手法の実演も示します。

さて、今までPCI Expressのセミナーは古今東西数多く行なわれてきました。しかし、そういったセミナに参加してみたけれども、IPコアの宣伝や基板設計の話、インタフェース・チップの紹介だけ聞かされて満足できなかったという方もいらっしゃるのでしゃないでしょうか？　または、CoreGenを言われるがままにポチポチ設定して「はい動きましたね」で終わるようなセミナもあったのではなかったでしょうか？

・・ですが、このセミナは違います。

IPコアの開発者が、PCI Express機器を自作する方法を解説するものです。
コア内部で動いている波形をお見せし、PCI Expressの何たるかを解説します。
特に、ArriaGXやSpartan-6といった比較的新しいFPGAでPCI Expressを動かすための方法についても解説します。

当日は、実機でデモを行ないます。シミュレーションではありません。
時間があれば質疑応答なども行ないます。

セミナーのお申し込みはこちらのページから行なえます。

なお、このセミナーは無料ではございません。
だから、無料セミナーでは決して喋れないようなディープな情報を提供します。
無料で得られる情報と、有料で得られる情報とには大きな差があるのです。

有料のセミナーだからこそ、「CoreGenの設定やベンダの宣伝だけじゃない実のある内容」をお伝えできるのです。
この機会を逃すと、もう次はないかもしれません。

FPGAでPCI Expressを本気で動かしたいとお考えの方は必見の内容となるよう、私のほうも努力させていただきます。

皆様のご参加を心よりお待ちしております。

P.S.　もし、当ブログのコメントなどであらかじめご質問をお書きいただけましたら、できる限り調べて当日お答えさせていただきます。日頃から疑問に感じておられるPCI Expressの疑問などを、どしどしお寄せください。

JTAG-ICEをSH-4に対応させました

スーパーマルチJTAG-ICEをSH-4に対応させました。これで、対応デバイスはSH-2、SH-2A、V850ES/JG2、SH-4と、4種類になりました。
当社のお客様は、下記のURLから無償でダウンロードしていただくことができます。
http://www.tokudenkairo.co.jp/jtag/nahice.html

低機能なICEですが、ハードウェアをデバッグする技術者にとって必要な機能は備えています。

こんな感じで、J-Writerや、Pocket JTAG Cable、Spartan-6ボードを使ってSH-4のデバッグができます。

どうぞよろしくお願いします。

MITOUJTAG2.16リリース。特別版もあり

MITOUJTAG 2.16リリースしました。Pro版、BASIC版ともに本日の出荷分から新しいバージョンです。

また、MITOUJTAG 2.1xの各エディション(Pro,BASIC,Light)から、2.16へのバージョンアップ・パッチもリリースいたしました。パッチは下記のURLから無償でダウンロードできます。
http://www.tokudenkairo.co.jp/jtag/sp.html

これまでに出荷したMITOUJTAG LightとMITOUJTAG BASIC 2.1xは、すべてこのパッチでアップデートしていただくことができます。
つまり、MITOUJTAG LightとMITOUJTAG BASIC 2.1xのユーザ様全員が、
無償アップデートの対象となります。

MITOUJTAG2.14から比べての変更点は、
　・特電Spartan-6ボードのオンボードUSB-JTAGの書き込みを高速化
　・J-Writerをケーブルとして使用した際の動作改善
　・Virtex-4、Spartan-3の書き込みアルゴリズム改善
　・Mobile JTAG Cableでの動作改善
　・AJFGの信号出力後の読み出し時に、待ち時間を厳密に（μ秒単位で）指定できるようにした
　・その他、いろいろ安定化
などです。主に、これまでちょこちょこと出していたパッチを集大成させたような形です。地味な改善ですが、この2.16をマイルストーンにして、次のバージョン2.2を目指して飛躍的に発展させていきたいと思います。

さて、特電Spartan-6ボードは、オンボードでUSB-JTAGが乗っていますが、2.16ではこのUSB-JTAGの書き込み速度が大幅に向上するようなパッチを取り込みました。

MITOUJTAGからFPGAに書き込んだ際に、約3秒程度で書き換えができます。

そして、その後すぐにバウンダリスキャンで動作が見えます。

そしてさらに。今回、このMITOUJTAG 2.16のリリースを記念キャンペーンと称して、
Spartan-6ボードにMITOUJTAG BASIC特別版2.16をお付けすることにいたしました。
PCI Express評価ボードにはMITOUJTAG Pro特別版2.16お付けいたします。
今だけの台数限定です。（先着10名様限定）

特別版というのは、そのボードでのみご利用いただけるバージョンで、ボードが限定されている以外の制約はありません。

Sp6基板上にはUSB-JTAGが乗っています。BASIC特別版が付いてくれば、FPGAへの書き込みや、バウンダリスキャン・デバッグ、FPGA内部信号のプロービングなど、高度なデバッグができます。USBケーブルだけ用意していただければ、他に必要なものはありません。

USBをつなぐだけで、書き込みからデバッグまで快適にいけます。

ぜひとも、MITOUJTAG特別版2.16で、バウンダリスキャンの世界を味わってみて下さい。

P.S.　MITOUJTAG BASIC特別版は、先着10名様限定とさせていただきます。オンライン・ショップからご注文いただいた方にはすぐに送らせていただきます。商社様経由でお買い上げいただいた場合は、後ほど郵送させていただきますので、メール等でご連絡ください。品切れの際はご容赦ください。

アンケートにご協力ありがとうございました

Spartan-6LXTボードについてのアンケートに、数多くのご意見が寄せられました。
皆様、貴重なご意見、ありがとうございました。

I/O空間で苦戦中

特電PCI ExpressボードにI/O空間を実装しようと考えています。

それはなぜか。

それは、PCI Expressのパラレル増設ボードを作って、さらに各社(XILINX、ALTERA、Lattice)のパラレルJTAGケーブル相当の回路をFPGA内に入れてしまおうという壮大な計画です。各社のパラレルJTAGケーブルの回路というのは、ただのバッファなので、PCI Expressのパラレル増設ボードが作れればいいわけです。

そこで、まず、ベース・アドレス・レジスタをI/O空間用にセットアップにしてみました。
やりかたは簡単。まず最下位ビットを'1'に固定すること。これで、I/O空間になります。
それから、クラスコードを070103にします。これは標準のパラレルポート(IEEE1284コントローラ)になるはずです。

BARの上位16bitはゼロ固定、下位16ビットを0x0379に固定してみました。

クラスコードを標準的なものにしておけばデバドラなしでいけるかも・・・しめしめと思っていたら、見事に失敗。

PCIパラレルポートとして認識されるも、リソースの競合がどうのというメッセージが出て、うまく認識されません。
I/Oポートのアドレスの若いほうは、すでにシステムに取られてしまっているようです。

クラスコードを標準のものにしているのに、標準のパラレルポートドライバは認識されません。

気を取り直して、I/OポートのアドレスをPnPにして、今度はINFファイルで頑張ることに。
クラスにPortsというのがあって、シリアルやパラレルのポートだそうです。

Class = Ports
ClassGuid = {4d36e978-e325-11ce-bfc1-08002be10318}
Provider = %TOKUDEN%

I/Oポートは0x378とか0x278といったアドレスではなく、上のほうのアドレスに確保されました。

しかし、COMポートになってしまいました。

せめてLPTとして認識されていれば、各社のツールから認識されたのでしょうが・・

というわけで、PCIe-パラレルの製作は簡単ではなさそうです。
気長に研究することにします。

みえたジェイ・ボードの動作チェックを8種類追加

みえたジェイの動作チェックを兼ねて、ボードのギャラリーを8種類追加しました。

・CQ出版　XSCALE評価キット
全く問題なし。自動認識もOK

・玄人志向　玄箱
問題なし。自動認識はできないので、手動追加。

・ACTEL IGLOO評価ボード
自動認識できない。（IDCODEがBSDLファイル中のものと異なるため。）
「登録済みデバイス一覧」から追加することで見ることは可能。

・ACTEL IGLOO nano評価ボード
自動認識できない。（IDCODEがBSDLファイル中のものと異なるため。）
「登録済みデバイス一覧」から追加することで見ることは可能。

・ACTEL ProASIC評価ボード
全く問題なし。自動認識もOK。

・CQ出版 XC2S300E評価キット
全く問題なし。自動認識もOK。

・Inrevium Virtex4DDR2ボード
全く問題なし。自動認識もOK。

・CQ出版 SH7780拡張キット
ModeCTRL(H-UDIの3番ピン)はオープンにしておくこと。TRST接続必要。
動作には問題なし。自動認識もOK。

今日試したのは、いずれも難易度高めのボードです。
やっぱり見えたときには「おおおっ見えた！」とか言ってしまいます。

だんだん圧倒的な量になってきました。
総括すると、ALTELのIglooシリーズと初代CoolRunnerがちょっと難有りですが、他のデバイスはうまくいっています。

みえたジェイのスクリーンショットはこちらです

いろんな基板がみえたジェイ

みえたジェイを、いろんな基板で試してみました。

スキャン時の画像と、PDFにしたものをいっぱい紹介します。
昨日は21種類の基板を試しました。
JTAGが付いていれば、たいていの基板は見えます。
きっと、貴方が使いたいデバイスもあるはずです。

P.S.
なお、突然ですが、みえたジェイは今月いっぱいで販売をひとまず終了することとさせていただきます。
（もちろん、使用期限などはないので、お使いいただくのはいつまでも可能です。入手ができなくなるだけです。）

みえたジェイは、平成22年6月30日を以って販売終了とし、販売数量も最大50枚に限定させていただきます。
もし、6月30日までに規定の数量に達した場合は、その時点で販売終了となります。
入手できる期間は、あと3週間しかありませんので、お早めに。

USB-JTAG経由でのSPI ROM書き換えツールをリリース

特電Spartan-6ボード用のUSB-JTAGコンフィギュレーションツール(sp6jtag.exe)が、オンボードのSPI ROM書き換えに対応しました。

SPIモードでの書き込みをするには、-spiというオプションをつけるだけです。

つまり、今までは、
　sp6jtag.exe -auto filename.bit
のようにしてUSB経由でFPGAにデータを書き込めていましたが、
　sp6jtag.exe -spi -auto filename.bit
とすると、基板上のSPI ROMにそのBitSteramファイルを書き込めるようになります。

このとき、ISEが生成したbitファイルをそのまま書き込むことができます。
iMPACTを使ってMCSに変換する必要は全くありません。これで、完全にiMPACTから開放されました。

実際に書き込んでみたときの画面を次の図に示します。

トータルで29秒ほどです。

どうやってSPI ROMに書き込んでいるかというと、最初にFPGAに一時的なJTAG-SPIのデザインファイルを書き込んでいます。JTAG-SPIというのは、FPGAをJTAG経由のSPIライタにするデザインです。いったん、FPGAにJTAG-SPIのデザインをコンフィギュレーションしたあと、JTAGをFPGA内部との通信ポートとして使ってSPIのプロトコルを流し込んでいます。なお、JTAG-SPIのデザインファイルを書き込みには3秒くらいしかかかりません。

書き込みだけではなく、消去や、

ベリファイ

IDCODE（とセキュリティコードなど）よみだし

先頭領域のメモリダンプ、

リードバック、ブランクチェックなどができます。

もちろん、-spiオプションを外せば、普通にUSB-JTAGとしての書き込みもできます。

はっきり言って、超簡単です。

JTAGもSPIも、すべての操作がsp6jtag.exeでできるようになりました。
最新版のファイルは、Spartan-6評価ボードの紹介ページにアップロードしました。「オンボードUSB-JTAGツール（SPIROMにも対応） 」というのがそのツールです。
ぜひともお試しください！

Spartan-6LXTのPCIeが延長ケーブルでも動いた

開発中のSpartan-6LXTボードで、PCI Expressが延長ケーブルでも動くようになりました。gpio_sampleが動いています。

上の写真で、右側がExternal Cabling、左はACアダプタ(5VDC)と、USB(FPGA書き込み用)です。External Cablingは３メートルの長さがあります。

基板上のジャンパも少し増えました。

いずれ基板を作り直すときに解決します。

現在、消費電流は620mA。Spartan-6が意外と熱くなっています。

さて、Spartan-6はひととおり動いたので、こんどはALTERAに挑戦します。

Spartan-6LXTでPCI Expressコアが動いた！

Spartan-6LXTの内蔵トランシーバが動くようになってきたので、こんどはPCI Express自体を動かしたいと思います。しかし、CoreGenをつかってハードウェアEndPointを実装しても全く面白くありません。ハードウェアEndPointは動くのが当然だし、それだと自分では何もしていることにならないからです。

そこで、あえて、ソフトコアである特電PCI Express互換IPコアを入れて動かしてみることにしました。
特電PCI Express互換IPコアは、外付けPHYであるXIO1100に特化していますが、内蔵PHY向けにクロックの向きを入れ替えたり、リセットの扱いを変えたところ、動くようになりました。

まずは、ISEのプロジェクトの画面をご覧下さい。

SLICEの使用率が10%と出ています。いかに特電PCI Expressがコンパクトかおわかりいただけると思います。

プロジェクトツリーはこんな感じです。

見てのとおり、CoreGenに依存したモジュールはありません。
つまり、最下層に至るまでVHDLで書かれているので、自由にカスタマイズしたり見たりすることができるということです。なお、「？」がついているのが、特電コアです。

次に、論理合成時間をご覧下さい。

驚くべきことに、この論理合成は、9時30分30秒に開始して、9時30分47秒に完了しているのです。

つまり、わずか2分17秒で完了しているのです。何も特別に高級なパソコンを使っているわけではありません。2年前に作ったCore2 2.4GHzのマシンです。今となっては1世代前の普通のパソコンです。

もしかすると、CoreGenとEndPointBlockを使ってPCI Expressを作るよりも、特電コアを使ったほうが、論理合成時間が短いのではないかと思えてきます。このソフトコアのFootPrintは十分に小さいので、わざわざ難解なハードウェアEndpointBlockを使わなくてもよいのかもしれません。

デバイスマネージャで自動認識させてみると、VID=1BC8、DID=1032のDPIOモジュールとしてちゃんと認識されました。

さて、今までSpartan-6のGTPは簡単に動くような感じで書いてきましたが、最初に動かすまでにはかなり大変でした。いろいろ知っておかなければならないことは多いですし、設定項目も、仕様の罠もたくさんあります。ただ、一度動いてしまえば、そのデザインを参照して2回目からは動かすのは簡単です。そういった「最初に動かすまでの技術的な情報」をまとめて、できるだけ早くマニュアル化したいと思います。

Spartan-6のGTPが動き始めた

開発中のボードで、Spartan-6のGTPが動き始めました。
パソコンのPCIeスロットにボードを挿して、最初のオーダードセットが送られてくるのを確認しました。

GTPから出てきた信号を、FPGAのI/O端子に出力して、それをバウンダリスキャンで確認したところ、約40msの周期でIDLE→何か受信を繰り返しています。

FPGA内部の信号をプロービングしてみると、

ちゃんと、TS1オーダードセットでした。
なお、この波形はシミュレーションではありません。実際に動いているSpartan-6LXTの生の波形です。

ここへ到達するまで、かなり大変でした。なにしろ、GTPの設定や理解していなければならないところが多すぎる。
・PLLで1.25GHzに引き上げられたクロックからユーザ回路用のクロックを取り出すにはどうすればよいのか？
・受信イコライザなどの設定
・入力のカップリング方法など
・REFCLKのカップリング方法など
・リセットの方法
などが肝でした。

また、基板にもいくつか問題がみつかっています。たとえば、RXの信号とTXの信号が逆に設計されていたります。このままでは動かないので、基板上のカップリング用のコンデンサや抵抗などの場所からジャンパを飛ばして、RXとTXを入れ替えました。


こういうのを高速差動ジャンパといいます（嘘）

でも、このボードはちょっといいところがあります。
パソコンのスロットに差し込んでも邪魔にならないサイズです。もちろん電源はPCIeバスから取れますから、ACアダプタなんて不要です。

基板横にあるUSBのポートは、パソコンの蓋をしめても背面からアクセスできます。このUSBからFPGAに書き込んだり、端子の状態をウォッチしたり波形を見るデバッグができるので、開発はとても楽です。

デザインをちょこちょこと変えて書き込んで様子を見る、ということを一日に50回くらいやっても苦になりません。

EXPARTAN-6Tの動作確認

Spartan-6LXTの評価ボード、EXPARTAN-6Tの火入れを行いました。

安定化電源をつないで、定電流モードにして、徐々に０から電流を増していきます。
人生の中でも最も緊張する一瞬です。

あるところで電流リミットの表示が消えて緑になります。電流計は200mA程度のところを指しています。各部の電圧は正常。煙は出ていない。熱くもなっていない。ほっと一息。第一段階は突破です。

次はFPGAの動作テストをしたいところですが、USBを先に行います。
USBケーブルをつないで、Spartan-6用のUSB-JTAGファームウェアをダウンロードします。これも成功。

そして、そのUSB-JTAG経由で、FPGAをバウンダリスキャンして見てみます。

やった、みえたジェイ。FPGAは生きている。少なくともFPGAの電源とJTAGの配線に間違いはないことがわかりました。

ここで、LEDの端子をバウンダリスキャンを使ってチカチカしてみると、あれ、光らない。
どうやらLEDの実装した極性が逆のようでした。

向きを変えて半田付けしなおすと、ちゃんと光りました。

論理合成しなくても、生死確認ができます。
これだけで、とても安心できます。
ここで小休止して、続きは今日の夜にします。PCI Expressか、DDR2 SDRAMのどちらかのテストをしてみることにしましょう。

さて、このEXPARTAN-6Tは、電源に強力なLCフィルタをいれました。丸っこい変な部品がコンデンサ内蔵コイルで、要所には隣に3端子コンデンサも入れています。これらの効果がどれほどあるかも楽しみなところです。

みえたジェイのマニュアルページ

みえたジェイのオンラインマニュアルを作成しました。
詳しい使い方をまとめましたので、どうぞごらんください。

みえたジェイとプリンタポート

みえたジェイはプリンタポート対応を謳っていますが、既に２名のお客様から「プリンタポートで動かない」とのご指摘がありました。

大変申し訳ございません。
プリンタポートに関しては、十分なテストが行われておりませんでした。

旧式のWindows2000マシンをひっぱりだしてきて、動かしてみると、確かに動かないです。
いろいろ原因を探っていたところ、どうやらドライバのファイルがインストールされるファイルのパスの問題でありそうだということがわかってきました。

パスを修正してドライバのインストールをし、デバイスの認識をしてみると、ちゃんと動きました。

Spartan-6のXC6SLX16を毎秒120スキャンですから、まずまずです。

ほかにも足りないファイルやインストールされるファイル名の間違いなどが見つかって、いろいろ問題だらけです。これから対策方法を書いて、オンラインマニュアルにアップロードしました。

追記：
オンラインマニュアルを作成しました。詳しい使い方をまとめましたのでどうぞごらんください。

アジレントさんのセミナーで講演してきました

昨日、6月3日、アジレントテクノロジーさんのPCI Expressセミナーで講演をさせていただきました。今週実装が上がったばかりのSpartan-6LXT評価ボードEXPARTAN-6Tも展示してきました。ブログ見ているよと言っていただける方もいらっしゃって嬉しかったです。

さて、講演のテーマは、「FPGAベースのPCIeシステムの設計・デバッグ実例」

PCI ExpressのプロトコルをFPGAのロジックで処理する話や、FPGAとPIPE間のインタフェースを作るためのノウハウなどを45分間でお話しました。逆に基板の話は一切ありません。

スライドはこんな感じ。

P.S.
印刷されたセミナー資料は若干の残りがありますので、ご興味おありのお客様にお分けしたいと思います。ただ、郵送するとなると費用と手間がかかってしまいますので、大変恐縮ですが、本日より当社製品^※をお買い上げいただいた方におまけとしてつけることにいたしました。商社経由で購入された場合などは、ご一報ください。

※但し、小冊子とみえたジェイおよびJ-Writerを除く

Spartan-6LXTのPCI Expressボード実装完了

Spartan-6LXTのPCI Expressボード（試作品）の実装が上がってきました。

このボードの名前は「EXPARTAN-6T」に決めました。

スペックとしては、
・PCI Expressカードエッジ
・PCI Expressケーブル
・SATA コネクタ ２個
・1G DDR2 SDRAM (Spartan-6MCB対応)
・USB 2.0 HighSpeed (MITOUJTAG対応)
・60個のユーザI/O（30組のLVDS）がピンヘッダに出ている
・LED8個、プッシュスイッチ4個、スライドスイッチ4個
・普通のACアダプタが使える。バスパワーも使える。
といったところです。

このボードの動作チェックはまだこれからです。

なお、私自身、まだSpartan-6に内蔵されたEndPoint Blockの使い方を知りません。だから、このボードを使って研究していきます。そして、研究した成果はこのボードにおまけとしてつけるつもりです。おそらくA4で数十ページの手順書のようなものになるかなと思います。

よくあるセミナのように「ほら、C●reGen使ってEndPoint入れてごらん、ChipSc●peもいっしょにいれてごらん。動いたでしょ～。簡単でしょ～。」というようにはいたしません。
そういうのは、Coregenの使い方を覚えただけであって、PCI ExpressやSpartan-6の本質的なところを全く理解していることにならないからです。Coregenを使わなくても、Spartan-6のPCI Expressを動かせるようにするのが目標です。

このボードをご購入いただいた方が皆、PCI ExpressとSpartan-6のエキスパートになれることを目指して、EXPARTAN-6Tという名前にしました。Spartan-6のPCI Expressの本質的なところが理解していただけるよう、私自身これからも頑張って勉強し、お客様へのサポートをしていきたいと思います。

追伸：
このボードは明日のアジレントテクノロジー社にて行なわれるPCI Expressセミナーで展示します。もし、お越しいただいた方は、特殊電子回路ブースへお越しください。実物をお見せいたします。（まだ電源は通っていないと思います）

みえたジェイプラス いよいよ完成

大変お待たせいたしました。
みえたジェイプラスがいよいよ完成しました。

本日から、オンラインショップでの注文受け付けを開始しました。
発送は明日以降になります。J-Writerとみえたジェイプラスで、低価格で本格的なバウンダリスキャンを楽しめます。

念のため、みえたジェイというのは何かと説明しておきますと、MITOUJTAGの中から、バウンダリスキャンのサンプル機能のみ取り出したものです。ロジアナや、端子操作機能はありませんが、非常にシンプルで使いやすくなっています。

そして、なんと、みえたジェイプラスをお買い上げいただいた方が、MITOUJTAG Light/Basic/Proをお買いあげの場合は価格から5250円を値引きさせていただき、お持ちのみえたジェイプラスはお友達の方にお譲りいただくことができます。

なお、これほど特典をつけてみましたので、みえたジェイプラスは、いつまでも永続的に販売する商品ではありません。1ヵ月後とに価格を改定する予定ですし、販売を終了する可能性もかなりあります。少なくとも、6月の上旬は販売しておりますが、数に限りはあります。お申し込みはお早めに。

P.S.
本当は月曜日には発売するつもりだったのですが、実は先週末から風邪っぽくて、病院に行ったら胃腸炎とかで相当な重症と診断され、点滴しましょうか？とかいわれるほどの状態でした。日曜、月曜日はぴくりとも動けませんでした。
明日から出荷できると思います。