FPGAの仕様検討から設計、実機デバッグまで対応します

FPGAを使った新規製品・装置の開発をお手伝いします。

「FPGAを使うことは決まっているが、設計できる人が足りない」

「FPGA部分だけ外部にお願いしたい」

「仕様から相談しながら開発したい」

「回路・基板・FPGAまでまとめてお願いしたい」

このような案件に対応しています。

主に AMD（旧Xilinx）FPGA / SoC を使用した開発を行っています。

FPGA内部のロジック設計だけでなく、必要に応じて仕様検討、回路設計、プリント基板、ソフトウェア、実機デバッグまで対応可能です。

必要な工程だけを切り出してご依頼いただくこともできます。

FPGA開発の一部分から、基板を含めた一式開発まで

案件によって必要な作業範囲は異なります。

弊社では、以下のような工程に対応しています。

• FPGAを使った実現方法の検討
• 仕様整理・仕様書作成支援
• FPGA / SoC選定
• 回路図設計
• プリント基板設計
• FPGAロジック設計
• FPGA内蔵CPUを使用したソフトウェア開発
• 組み込みソフトウェア開発
• シミュレーション
• 実機デバッグ
• 必要に応じた現地デバッグ

すべてをご依頼いただく必要はありません。

たとえば、

• 「仕様は完成しているのでFPGA設計だけ」
• 「回路と基板は社内で行うのでHDLだけ」
• 「既存基板に合わせてFPGAを開発してほしい」
• 「仕様から相談して、基板まで作ってほしい」

といった依頼方法でも対応できます。

FPGAで対応できる分野

FPGAは用途によって構成が大きく異なります。

これまで、特定の製品分野に限定せず、FPGAを中心としてさまざまなシステム開発を行ってきました。

画像処理・映像処理

FPGAの並列処理能力を利用したリアルタイム画像処理に対応します。

これまでに、

• 製品外形・形状検査
• 高速画像検査
• 線抽出などの画像処理
• 複数画像の合成
• 画像フォーマット変換
• カメラ入力処理
• 高速カメラデータ処理
• Camera Link
• NTSC / HDMI / USB UVCなどの映像インターフェース変換

などを経験しています。

CPU処理では負荷が大きいリアルタイム処理や、大量データを連続して扱う用途についてもご相談ください。

通信・独自プロトコル

標準的な通信だけでなく、独自仕様の通信にも対応します。

• Ethernet関連処理
• FPGA間通信
• 独自通信プロトコル
• 長距離通信
• AMD / Xilinx Aurora
• HDLC系通信
• 専用通信IC相当機能のFPGA化

などの開発経験があります。

「通信仕様は決まっているが、市販ICでは対応できない」

「既存の専用通信ICをFPGA内部に取り込みたい」

といった案件にも対応可能です。

パルス生成・タイミング制御

FPGAが得意とする、高精度・多チャンネルのタイミング制御にも対応します。

• パルス生成
• 多チャンネル制御
• 200チャンネル級の制御
• シーケンス制御
• 外部装置との同期
• モーター制御
• 高精度タイミング制御

などの開発経験があります。

CPUでは扱いにくい、多数の信号を同時に動かす用途にもFPGAを利用できます。

CPU・PCとの連携

FPGA単独だけでなく、CPUやPCと組み合わせたシステムも開発できます。

たとえば、

CPU / PC
↓
FPGA
↓
センサー・モーター・多数のI/O

といった構成です。

FPGAをCPUの「高速な手足」として使い、CPUでは扱いにくい多数のI/Oやリアルタイム処理を担当させることができます。

ZynqなどのSoC FPGAについては、

• FPGAロジック
• ARM CPU
• PS / PL連携
• 組み込みソフトウェア
• 組み込みLinux

を組み合わせた開発にも対応します。

高速インターフェース

AMD / Xilinx FPGAを中心に、高速I/Oを使用した設計にも対応します。

数Gbpsを超える高速シリアルI/Oや、FPGA内の高速トランシーバを利用した設計についてもご相談いただけます。

高速信号を含むプリント基板設計が必要な場合には、案件内容に応じて外部の基板設計パートナーと連携して対応します。

他社FPGAや特殊な通信規格については、使用デバイス・仕様を確認した上で対応可否を判断します。

既存IC・専用回路のFPGA化

古いICや専用ロジックをFPGAで置き換える開発も行っています。

これまでに、

• 通信ICのFPGA化
• HDLC系回路
• CPU互換ロジック
• 既存専用ICの互換回路
• リモコン信号の解析・再生成
• 既存装置への機能追加

などを経験しています。

部品のEOLや入手困難などで既存製品を継続できない場合にも、FPGAによる置き換えを検討できます。

対応FPGA

特に AMD（旧Xilinx）製FPGA / SoC を得意としています。

主な対応デバイスは、

• Spartan-7
• Kintex-7
• Zynq-7000
• Kintex UltraScale+
• Zynq UltraScale+
• Kria K26

などです。

既存製品の改修などでは、旧世代Xilinx FPGAについても対応可能な場合があります。

また、

• Intel / Altera
• Lattice
• Efinix
• Gowin
• Microchip

など、他社FPGAツールの使用経験もあります。

他社FPGAについてはデバイスや開発環境を確認の上で対応します。

AMD / Xilinx製品については、既存製品の保守・改修などで必要な場合、指定されたVivadoなどのツールバージョンに合わせた開発にも対応します。

仕様が完全に決まっていなくても相談できます

FPGA受託開発では、最終的な製品仕様はお客様に決めていただくことが基本となります。

ただし、最初から完全な仕様書が必要というわけではありません。

たとえば、

「こんな装置を作りたい」

「この処理を高速化したい」

「FPGAを使えばできそうだが、構成が分からない」

といった段階からでもご相談いただけます。

打ち合わせを行いながら、

目的
↓
必要な機能
↓
FPGAでの実現方法
↓
具体的な仕様

へ整理していくことも可能です。

ただし、仕様確定後の大きな機能追加や変更については、追加開発として別途お見積りとなる場合があります。

基板が完成する前から実機開発を進めることもできます

FPGA開発では、本番基板が完成するまで実機確認ができないことが開発期間を長くする原因の一つになります。

弊社では自社FPGAボードなどを利用し、条件が合えば本番基板完成前から実機による先行開発を行うことができます。

たとえば本番システムで使用するCPUボードがまだない場合でも、

FPGA側で必要な信号を模擬
↓
開発対象ロジックを実機で動作
↓
信号を観測して動作確認
↓
本番基板完成後に実システムへ移植

といった進め方ができます。

言ってみれば、**シミュレーションより一歩進んだ「実機による模擬環境」**です。

すべての案件で利用できる方法ではありませんが、本番基板の完成を待たずに問題を先に確認することで、開発期間を短縮できる場合があります。

シミュレーションから実機デバッグまで

FPGAは、HDLがコンパイルできただけでは完成ではありません。

まずシミュレーションでロジックを確認し、その後、実際のFPGAに書き込んで動作を確認します。

必要に応じてILAなどのデバッグ機能をFPGA内部に組み込み、

• FPGA内部信号
• 外部I/O
• CPUとの通信
• タイミング
• 周辺デバイスとのやり取り

などを確認しながら問題を切り分けます。

必要な場合には現地での実機デバッグについてもご相談いただけます。

FPGA開発経験 約40年

1987年からXilinx FPGAを使用し、約40年にわたりFPGAを中心とした開発に携わってきました。

一つの特定製品を専門としてきたというより、

FPGAを中心として、FPGAで何が実現できるかを考え、さまざまな製品や装置へ応用してきた

というのが特徴です。

画像処理、通信、装置制御、パルス生成、高速処理、CPU連携、既存IC置換など、幅広いFPGA開発を経験しています。

過去にはXilinx公認トレーナーとしてFPGA技術のトレーニングにも携わっていました。

現在も新しいFPGA、開発ツール、生成AIなどを積極的に取り入れながら、より効率的なFPGA開発方法を検討・実践しています。

FPGA技術のトレーニングや技術支援についてもご相談いただけます。

開発費用について

FPGA開発費用は、回路規模、開発期間、使用するインターフェース、CPU・ソフトウェアの有無、基板開発の有無などによって大きく変わります。

小規模なFPGA設計であれば、数十万円程度から対応可能な案件もあります。

一方で、

• 仕様検討
• 回路設計
• プリント基板
• FPGA
• ソフトウェア
• 基板製造
• 実機デバッグ

まで含めた一式開発では、数百万円規模になる場合があります。

具体的な費用については、開発内容と担当範囲を確認した上でお見積りします。

このような場合はご相談ください

• FPGA設計者が不足している
• FPGA部分だけ外注したい
• 新製品にFPGAを使いたい
• FPGAを使えばできそうだが、実現方法が分からない
• CPUでは処理速度が足りない
• 多数の信号を同時に制御したい
• リアルタイム画像処理を行いたい
• 独自通信を実装したい
• FPGAとCPUを連携させたい
• 回路・基板・FPGAまでまとめて開発したい
• 本番基板完成前からFPGA開発を進めたい

FPGA開発の一部分だけでも、仕様検討から実機までの一式開発でも構いません。

「この内容をFPGAで実現できるだろうか？」という段階からでもご相談ください。

開発内容を確認し、実現方法や担当範囲をご提案します。

FPGA新規開発についてお問い合わせください

FPGA開発は案件ごとに内容が大きく異なります。

お問い合わせの際には、分かる範囲で、

• 作りたいもの
• 使用予定のFPGA
• 既存の回路図や仕様書の有無
• 希望する開発範囲
• 希望時期

などをお知らせいただけると、より具体的なお話ができます。

仕様が完全に決まっていなくても構いません。

まずはお気軽にご相談ください。