小型 5cm FPGAボード（スパルタン編）｜企画編
Small 5cm FPGA Board (Spartan) – Concept
USB給電＋USB-JTAG内蔵の5cm FPGAボード
A 5cm FPGA board with USB power and built-in USB-JTAG
🇺🇸 English Summary
Recently, I felt that there are fewer FPGA boards that are truly easy to use.
Especially boards that are:
- small
- ready to use immediately
- simple to set up
Even customers sometimes ask for “a compact FPGA board that works right away,” but I had never actually built one myself.
So this project started with a simple idea:
👉 “Why not build an affordable and easy-to-use FPGA board by myself?”
はじめに
最近、「使いやすいFPGAボード」が少なくなってきたと感じています。
特に、
- すぐに使える
- 小型
- 手軽に試せる
こういった条件を満たすボードは、意外と限られています。
実際、お客さんからも
「小さくてすぐ使えるFPGAボードってないですか？」
と聞かれることが時々ありました。
ただ、これまでは自分で作るところまでは踏み込んでいませんでした。
そこで今回、
👉 「だったら自分で安く作ってみよう」
というのが、このプロジェクトの出発点です。
FPGAボードを取り巻く変化
もう一つ大きかったのが、製造環境の変化です。
特に
👉 JLCPCBの存在
これによって、
- FPGAを含めた部品調達がしやすくなった
- 小ロットでも現実的な価格で製造できる
という状況になりました。
結果として、
👉 市販のFPGAボードと同じくらいの価格帯で
👉 オリジナルボードを作れる可能性が見えてきた
これはかなり大きな変化だと思っています。
「使いやすさ」に対するこだわり
今回の設計で重視したのは、シンプルにこれです👇
👉 とにかく手軽に使えること
そのために考えたポイントがいくつかあります。
■ USBでそのまま使える
- USBケーブル1本で動作
- 電源供給（5V）も同時に行う
最近はUSB電源の安定性も高く、
これを使わない理由はないと感じました。
■ USB-JTAGを内蔵
従来のFPGA開発で地味にハードルになるのが、
👉 「JTAGケーブル問題」
- 別途ケーブルが必要
- 接続が面倒
- 初心者には分かりにくい
そこで、
👉 USB接続だけでJTAGも使える構成
これを最初から前提にしました。
■ 小型サイズ（5cm）
サイズは思い切って
👉 5cm角
に設定しました。
理由はシンプルで、
- 持ち運びやすい
- 作業スペースを取らない
- 気軽に取り出せる
さらにちょっとした理想として👇
👉 喫茶店でもサッと出してデバッグできる
そんな使い方もイメージしています。
（実際にやるかは別として…笑）
スパルタン構成を選んだ理由
今回の初期構成は
👉 スパルタン系FPGA
からスタートしました。
これはタイミング的な背景もあります。
きっかけ：パルスジェネレータ案件
ちょうどこの企画を考えていた時に、
ある企業から
👉 「100チャンネルのパルスジェネレータを作りたい」
という相談がありました。
そこで、
👉 「まずは試作的に作ってみよう」
という流れになり、このボード設計が始まっています。
実際の結果（リアルな話）
ただし結果としては、
- 仕様が大きく変更
- このボード自体はその案件では未使用
となりました。
それでも無駄にならなかった理由
ここが結構大事なポイントで、
👉 このボード、後からめちゃくちゃ役に立っています
- デバッグ用
- 試作用
- 小規模開発
など、
👉 「手元にすぐ使えるFPGA」
としてかなり活躍しています。
今回のまとめ
この5cm FPGAボードは、
- 市販ボードの使いにくさ
- 小型・手軽な需要
- 製造環境（JLCPCB）の進化
- 実案件のニーズ
こういった要素が重なって生まれました。
次回予告
次回は、
👉 実際の回路設計（KiCad編）
として、
- 構成の決め方
- 部品選定
- レイアウトの考え方
などを紹介していく予定です。
ひとこと
「すぐ使えるFPGA」が手元にあると、
開発スピードはかなり変わります。
このシリーズでは、その過程をできるだけリアルに書いていきます。
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