ZEPマガジン

2025年4月4日号
自作CPU入門3:メモリマップとアドレス
メモリのアクセス先「アドレス」

CPUは,メモリマップを利用して,メモリやI/Oの位置をアドレスで指定し,正しくデータ送受信を実現する

2025年4月3日号
Cortex-A9内蔵FPGA“Zynq”入門 GPIO回路の設置とARM CPUとの接続
チップの周辺デバイスを制御するために

AXI4-Liteバスを使用することで,PS側のソフトウェアからレジスタ制御を行い,GPIOの状態を変更できる

2025年4月2日号
Cortex-A9内蔵FPGA“Zynq”入門 AXIバス経由でLチカ
レジスタを使ったGPIO制御の実験

AXI GPIOのレジスタを操作してLEDの点灯制御を行ってみた.VivadoとVitisを組み合わせることで,ハードウェアからソフトウェアまで一貫した設計が可能

2025年4月1日号
Cortex-A9内蔵FPGA“Zynq”入門 割り込み処理の実現
PLからPSへの割り込みとGIC回路

Zynqの割り込みシステムでは,PL側で発生したイベントをIRQ_F2P(Interrupt Request from FPGA to Processor)ポートを介してPSに通知

2025年3月31日号
Cortex-A9内蔵FPGA Zynq 入門 アプリ層とBSP層の接続
BSP層のAPIを利用してアプリケーション層からハードウェアを操作

BSP APIを利用してI$^2$Cインターフェースの温湿度センサHDC1080を制御するハードウェアとソフトウェアをZynq-7000に実装

2025年3月30日号
Cortex-A9内蔵FPGA Zynq 入門 FreeRTOSのススメ
同時進行する複数処理をスッキリ・プログラミング

Zynqでは,FreeRTOSを活用して,リアルタイム性を確保したシンプルなコーディングを実践したい

2025年3月29日号
今さら聞けないラズパイ×Linux超入門
A-D変換値のSPI 読取りとLCD表示のプログラミング

PIC16F17146/デバッガ/Wi-Fiモジュール/温湿度センサを搭載したミニIoT製作キット z-piciot-miniを製作.センサ・データの取得からネットワーク通信まで実装できる

2025年3月28日号
Excel活用のススメ 熱の流れは水に似ている
熱流量と水の流れの類似性

現代の熱設計は,基板を経由する90%の熱流を適切に制御し,効率的な放熱経路を確保すること

2025年3月27日号
Excel活用のススメ 初めの一歩!熱抵抗による部品の仕分け
初めの一歩!熱抵抗による部品の仕分け

基板放熱の可能性は,部品の周長,放熱スペース,基板の熱伝導率によって決まる.目標熱抵抗が低い場合や高発熱部品では,放熱器の使用が不可欠

2025年3月26日号
Excel活用のススメ 自作熱シミュレータ
銅箔率/層数/TIM有無まで!熱抵抗ネットワーク連立式を解くだけ

熱抵抗ネットワークを解く連立方程式をExcelに組み込むことで,実用的な熱シミュレータを作ることができる

2025年3月25日号
ミニIoT製作キット z-piciot-mini 誕生
8bit PIC/Wi-Fi/デバッガ/センサ搭載

PIC16F17146/デバッガ/Wi-Fiモジュール/温湿度センサを搭載したミニIoT製作キット z-piciot-miniを製作.センサ・データの取得からネットワーク通信まで実装できる

2025年3月24日号
8bit PICで10分!ミニUSB I/Oデバイスの制作
EUSARTを用いたUSBシリアル通信

EUSARTの設定項目を適切に選択することで,安定したUSBシリアル通信を実現できる.ボーレートは安定性と互換性のバランスを考慮して設定する

2025年3月23日号
8bit PICで10分!ミニ音源の制作
CLK周波数と分周比の調整 ミニ音源の制作

NCOを用いた矩形波生成では,インクリメント・レジスタを適切に設定することで,正確な周波数のパルスを出力できる.ポイントは,クロック・ソースの選択と分周比の計算

2025年3月22日号
モータ制御器の定量設計 目標値達成のための3変数
到達速度はPで,収束精度はIで,変動応答はDで

P制御とD制御を適切に組み合わせることで,応答速度と安定性のバランスの取れたモータ制御が可能.さらにI制御を加えれば,定常偏差を補正できる

2025年3月21日号
エンコーダの2相パルスを読取る Pythonプログラム
モータ制御器の定量設計 回転量と方向の高精度計測

エンコーダの2つのパルス信号(A相とB相)の位相ずれを検出すれば回転方向を判定できる.A相,B相の両方の立ち上がりと立ち下がりをカウントすれば,計測分解能が4倍に上がる

2025年3月20日号
モータ制御器の定量設計 手もちモータを式で表す
慣性モーメント/粘性摩擦/電流-トルクゲイン込み

伝達関数モデルや状態空間モデルを活用して,慣性や粘性摩擦を考慮することで,より精密なモータのモデリングが可能

2025年3月19日号
状態フィードバックの安定化 極配置法と最適レギュレータ法
モータ制御器の定量設計 Pythonでモデルベース制御

極配置法を用いることで,指定した固有値に応じた応答が得られる.最適レギュレータ法では,評価関数を最小化することで最適な制御ゲインを決定する

2025年3月18日号
Ackermann関数による極配置と帰還ゲインの設定
モータ制御器の定量設計 Pythonでモデルベース制御

モータ制御器の安定性や応答特性の両立には,制御対象の行列$A$と入力行列$B$を用いて特定の極を設定し,状態フィードバック・ゲイン$F$を求める極配置法が有効

2025年3月17日号
制定速度とオーバシュートのパラメータ設定
モータ制御器の定量設計 Pythonでモデルベース制御

バターワース標準形や極配置を適切に設定することで,モータ制御器のオーバシュートを抑え,応答速度を最適化できる.I-PD制御では$K_p$/$K_d$/$K_i$が重要

2025年3月16日号
ラズパイで作るAI OCR 手書きの文字を読む
手書き文字認識のアルゴリズム

ディープラーニングの学習には,誤差関数や最適化アルゴリズムが重要な役割を果たす.活性化関数や学習率の調整によって,モデルの精度が大きく変わる

2025年3月15日号
ニューラル・ネットワークの軽量化と推定精度の維持
マイコンにAI実装 枝刈り/量子化/蒸留

エッジAIデバイス用のCPUは,計算リソースと消費電力の制約が厳しく,ニューラル・ネットワークの軽量化と精度の両立が必須