ZEPマガジン

Zynq-7000 SoCやZynq UltraScale+ MPSoCは，ARM Cortex-A9やCortex-A53を，Arria 10やCyclone Vは，ARM Cortex-A9を，AgilexやStratix 10は，ARM Cortex-A53やA72を搭載する

Zynq FPGAは，Xilinx社が提供するFPGAとCPUを統合したSoC（System on Chip）．CPUとロジックIPの構成方法において3つの選択肢が存在する

Zynqでは，自作のIPコアとXilinx標準のIPコアを使える．IPコアは，ARM社のデータ通信用オンチップ・バス“AXI”を使ってメモリやCPUとつなぐ

ZynqはCPUと自作回路の通信バスを備える．CPUのアドレス空間上に自作回路を制御するレジスタを配置し，このアドレスを利用するメモリ・マップトI/O方式で自作回路を制御する

MicroBlazeはProgrammable Logic部に実装するソフトCPU．Processing System部にはARMプロセッサが実装されている．Zynqでは両者を連携させたシステムを構築可能

定番 STM32マイコンとC/C++プログラミングによって，Wi-Fiを介したネットワーク接続と気温センサのデータをAmbientサーバに送信するIoTロガーを製作

FPGA設計に早く確実に成功するためには，シミュレーションによる事前確認が欠かせない．ModelSimを用いたシミュレーションの実践がかぎを握る

FPGAの標準インターフェースAvalonバスを利用すれば，独自IPを作りシステム統合できる．Avalonバスを介してレジスタを操作し，外部端子からPWM信号を出力するHDLソースを示す

Simulinkは，図形ブロックを操作することで，複雑な制御器や信号処理システムを直感的に作成できる．ラズパイに外付けしたA-Dコンバータを動かしてLEDの輝度を制御してみた

M5Stackには，Espressif Systems社が開発した高性能マイコンESP32が搭載されている．，デュアル・コア240MHzのプロセッサを搭載し，最大600 DMIPSを発揮する

ESP32マイコンを内蔵するIoT開発キット M5Stack Core2は，クライアント，サーバ，アクセス・ポイントの3つの動作モードを備え，幅広いIoTアプリケーションを構築できる

M5Stack Core2は，Wi-Fi/Bluetooth/タッチパネルLCD/スピーカ/マイクを搭載するマイコンキット．NTP時計やインターネットラジオなど，IoTエッジをPythonで簡単に自作できる

MATLABは米MathWorks社が開発した数値解析ソフトウェア．複雑な行列演算を数行のコードで記述できる．ロボティクスからソフトウェア無線まで，制御や信号処理アルゴリズム開発に欠かせない

ポテンショスタットは，反応性溶液の特性評価に利用する電気化学分析装置．作動電極と基準電極の間に精密な電圧を加えて電流を計測して，溶液のインピーダンスや化学反応速度を測る

USB TypeCなど，10Gbps超の高速域では信号の波長が短縮される．エラー要因として，信号線路の損失，反射，共振，skew，外来ノイズなどが挙げられる

高速信号では，線路間結合「クロストーク」が通信の品質に悪影響を及ぼす．LTspiceにはできないSパラメータ解析対応のSPICE系回路シミュレータ“QucsStudio”で波形シミュレーションを実行

10Gbps超の信号を扱うUSB Type-Cコネクタは，SMD実装が基本．しかしリワーク作業性の理由から，信号損失や反射を引き起こす可能性のあるスルーホールが使用されることも多い

CADで描く基板の外形線は一筆書きでなければならない．製造エラーにつながらないよう，線データの交差や重複がないか注意深く確認する必要がある

ドリル・データはプリント基板上のスルーホールやパッドのための穴を開ける工程で使用される．Excellonフォーマットで記述され，穴の位置，サイズ，層情報を含む

FreeRTOSは，組み込みシステム向けの軽量でシンプルな定番のリアルタイムOS．その機能はタスクの競合を回避する優先順位管理やスケジューリング