FPGA FORGE ベータ版を公開しました

FPGA開発を、もっと速く、もっと始めやすく。

このたび、FPGA開発支援サービス 「FPGA FORGE」 のベータ版を公開しました。

FPGA FORGE
https://fpgaforge.fpga.co.jp/

FPGA FORGEは、FPGAを使ったハードウェア開発について、まだ仕様が完全に固まっていない段階から相談できる開発支援サービスです。

FPGA開発では、FPGAのRTL設計だけでなく、回路設計、基板設計、部品選定、ファームウェア、PCソフトウェア、実機デバッグなど、さまざまな工程が必要になります。

さらに実際の開発では、

• FPGAを使いたいが、どのデバイスを選べばよいかわからない
• 仕様がまだ完全には決まっていない
• 評価ボードでは動作確認できたが、製品用基板にしたい
• FPGAだけでなく回路や基板もまとめて開発したい
• 既存装置とのインターフェースを追加したい
• 短期間で試作機を作りたい
• FPGA開発者が社内にいない
• FPGAのデバッグで開発が止まっている

といったケースも少なくありません。

FPGA FORGEでは、こうした段階から一緒に仕様を整理し、FPGA・回路・基板・ソフトウェア・実機デバッグまで含めた開発を進めていくことを目指しています。

生成AIを活用した新しいFPGA開発

FPGA FORGEでは、従来のFPGA開発手法に加えて、生成AIを積極的に開発工程へ取り入れています。

生成AIは単にRTLコードを書くためだけに使用するものではありません。

仕様整理、回路図確認、部品表確認、PCB設計チェック、Vivadoプロジェクトの解析、シミュレーション、ソフトウェア作成、ログ解析、JTAGを利用した実機デバッグなど、FPGAシステム開発全体で活用できるようになってきています。

FPGA開発では、回路・FPGA・ソフトウェアの境界部分で問題が発生することも多くあります。

そのため、個々の工程だけを自動化するのではなく、ハードウェアとソフトウェアを横断して解析できることが重要だと考えています。

FPGA FORGEでは、人間のFPGAエンジニアの経験と生成AIを組み合わせることで、従来よりも短い期間で試作・検証・デバッグを進める開発方法を検証しています。

仕様が完全に決まっていなくても相談できます

通常の開発委託では、発注前に詳細な仕様書が必要になる場合があります。

しかし、新しい装置や研究開発では、最初からすべての仕様が決まっているとは限りません。

「こういう装置を作りたい」

「この信号を処理したい」

「既存装置をFPGA化したい」

「高速I/Oを追加したい」

といった段階からでも、実現方法を検討できます。

FPGA FORGEでは、要求を整理しながら、

• FPGAデバイス選定
• システム構成検討
• インターフェース設計
• 回路設計
• 基板設計
• RTL設計
• FPGA実装
• ファームウェア
• PC側ソフトウェア
• 実機評価
• デバッグ

まで、一連の開発をできるだけ途切れなく進めることを目標としています。

小型FPGA基板を利用した短期間開発

短期間での試作を実現するため、当社では独自に開発した小型FPGA基板も利用しています。

Spartan-7やZynq-7000を搭載した小型基板をベースにすることで、FPGA周辺の基本回路を毎回ゼロから設計するのではなく、必要なインターフェースや機能に開発リソースを集中できます。

用途によっては、専用基板を最初から設計するよりも大幅に短期間で試作を開始できます。

評価後に専用基板へ移行する、といった開発方法にも対応します。

回路・FPGA・ソフトウェアをまとめて扱う

FPGAを利用した装置では、FPGAだけを作れば完成するケースは多くありません。

ADCやDAC、センサ、Ethernet、USB、UART、SPI、I2C、GPIOなどの周辺回路や、PC側の制御ソフトウェアが必要になることがあります。

FPGA FORGEでは、FPGA単体ではなく、実際に動作するシステム全体を対象にしています。

特に、ハードウェアとソフトウェアの境界部分まで一緒に確認できることを重視しています。

実機デバッグまで含めた開発へ

FPGA開発では、シミュレーションでは問題がなくても、実機では動かないことがあります。

クロック、リセット、電源、タイミング、I/O規格、基板配線、外部デバイス、ソフトウェア設定など、多くの要因が関係するためです。

FPGA FORGEでは、シミュレーションだけでなく、JTAGやUARTなどを利用した実機確認も含め、問題を切り分けながら開発を進めます。

今後は、生成AIから開発環境や測定環境へアクセスし、ビルド、書き込み、ログ取得、テスト、解析を連続的に行う開発環境についても整備を進めていく予定です。

将来的には、

仕様入力 → システム構成検討 → 回路設計 → PCB設計 → FPGA設計 → ソフトウェア作成 → 基板製造 → 実機テスト

というFPGA開発工程を、できるだけ連続した流れとして扱える環境を目指しています。

現在はベータ版です

FPGA FORGEは、現在ベータ版として公開しています。

サービス内容や対応範囲、開発フローについては、実際の案件や技術検証を行いながら継続的に改善していきます。

FPGAを使った装置開発、既存装置のFPGA化、小型化、高速化、試作、研究開発などについて、

「FPGAで実現できるかわからない」

という段階でも構いません。

まずは技術的に実現可能かどうかを含めて検討します。

FPGA開発についてお困りのことがありましたら、FPGA FORGEをご覧ください。

FPGA FORGE ベータ版
https://fpgaforge.fpga.co.jp/

今後もFPGA FORGEの開発状況や、生成AIを利用したFPGA・回路・基板開発の取り組みについて、fpga-info.comで紹介していく予定です。