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[概要編] MAX® 10 評価キット Odyssey の FPGA に microUSB ポート経由でコンフィギュレーション・データを転送してLチカ!

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こんにちは、マクニカでインテル® FPGA(旧アルテラ)製品の技術サポートをしているインテル・アルテラ・ハナコ です。
Mpression 製の Odyssey MAX® 10 評価キット は、FPGA やマイコン、センサをスマホで動かせる開発キットで、非常に安価にインテル® の MAX® 10 FPGA を検証できるボードの一つです。
以前、「FPGA ではじめてのLチカ!」や「FPGA に Nios® II を入れてLチカ!」と言う記事を書きましたが、この方法は MAX® 10 にコンフィギュレーションやプログラミングをする場合に、インテル® FPGA ダウンロード・ケーブルの USB-Blaster™ II を使用しなければなりません。

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でも実はこの Odyssey、USB-Blaster™ II ダウンロード・ケーブルを使用しなくても、一般的な USB-microUSB ケーブルを使って MAX® 10 FPGA の開発ができちゃうんです!!
今回は、Odyssey に搭載されている MAX® 10 FPGA に microUSB ポート経由でコンフィギュレーション・データを転送して “Lチカ” したいと思います。
今回も BLE & Sensor ボード と MAX® 10 ボード をコネクタで接続して使用します。



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Odyssey (オデッセイ) MAX® 10 FPGA 評価キットは、マクニカグループが提供するオリジナル技術ブランドである Mpression(エムプレッション)の製品です。

必要なもの

Odyssey の microUSB 経由で FPGA をコンフィギュレーションさせるために、以下を準備します。
 ・Mpression 製 Odyssey MAX® 10 FPGA 評価キット
 ・USB-microUSB ケーブル
 ・Quartus® Prime ライト・エディション (有償エディションでもOK)
 ・Tera Term
 ・Silicon Labs(シリコン・ラボ)の USB Virtual シリアル・ポート・ドライバ

Odyssey(FPGA にフォーカス)の接続構成はざっくりこんな感じ

下図は、Odyssey において FPGA にフォーカスした構図(全体)です。
(Odyssey の MAX® 10 ボードの回路図、および BLE & Sensorボードの回路図はコチラからご覧ください。)

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BLE & Sensor ボード上の microUSB から FPGA へは、EFM32 マイコンを経由して FPGA の JTAG ポートへアクセスします。

microUSB ポート経由で FPGA をコンフィギュレーションさせる構成図はこんな感じ

上図から、今回のテーマである “microUSB 経由で MAX® 10 のコンフィギュレーション・データを転送させる構成” だけをハイライトさせて、作業工程を付け加えたイメージ図が下図です。

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今回のデモにおいて、MAX® 10 のコンフィギュレーション・データをパソコンから転送するには Tera Term を使います。Tera Term とは、Windows OS 向けのターミナルソフトで、オープンソースで公開されているツールです。使用するパソコンにインストールしていない場合には、事前に Tera Term をインストールしてください。また Mpression の WEB サイトでは、Odyssey 開発向けの Tera Term 環境設定ファイル(TERATERM.INI) が公開されていますので、必要に応じてインストールしてください。
さらに、あらかじめシリコン・ラボの USB Virtual シリアル・ポート・ドライバをインストールしておけば、パソコン上で Tera Term を使って Odyssey 上の EFM32 と通信ができます。

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その EFM32 には JAM Player(ジャム・プレーヤー)というソフトウェアがあらかじめ実装されています。この JAM Player は、外部コントローラ(マイコン、PCなど)から JTAG 経由で FPGA にコンフィギュレーション・データを転送するためのソフトウェアです。(JAM Player についてはコチラをご覧ください。)
Odyssey ではこの JAM Player を利用することで、パソコン上にある MAX® 10 用のコンフィギュレーション・データを SPI Flash メモリに書き込んだり、SPI Flash メモリから読み出して MAX® 10 にデータを転送したりができます。



作業ステップの概要

以下のフローで作業します。

  1. Quartus® Prime で MAX® 10 の設計をして、コンフィギュレーション用データ(.sof)およびプログラミング用データ(.pof)を作成
  2. Quartus® Prime で 1. のファイルを JAM ファイル “.jbc”(Jam Byte Code)ファイルに変換
  3. Tera Term で EFM32 に接続
  4. Tera Term で jbc ファイルを Flash にダウンロード
  5. Tera Term で Flash から 4. のファイルを読み出し、MAX® 10 に転送(プログラミング)
  6. Lチカを確認

いよいよ作業スタ-ト!

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