1. シミュレーションでは完璧！！だけど実機でうまく動かない。最近こんな経験ありませんか？
2. “FPGAアナライザ”とは？
3. “FPGAアナライザ”の構成
4. “FPGAスコープ”とは？
5. “FPGAスコープ”の構成
6. “FPGAアナライザ”、“FPGAスコープ”と各種FPGAデバッグツールとの簡単な機能比較
7. FPGAデバッグ　詳細

ＦＰＧＡを使用していて、時間をかけたシミュレーションでは完璧だったのに、いざ実機となると周辺回路との非同期系の信号が関わってくる為、システムとして動作しない。そんな時、とりあえずオシロスコープで当たることが可能な周辺回路、ＦＰＧＡの出力ピン、電源を探ってみるが、波形は出ているがバグが見つからない。こうなってしまうとオシロスコープ だけではどうしようもなくなります。

そこで、ＦＰＧＡの内部を観測するために、チップベンダーから出ている組み込みロジック・アナライザをＦＰＧＡ内部に入れようとします。しかし、ＦＰＧＡ内部のメモリ領域を使用するため、測定時間が短い、リアルタイムではないため、周辺回路との切り分けが出来ないなど、思ったような観測ができません。

結局システムとしてのデバッグのために、ロジック・アナライザを使用して、ＦＰＧＡ内部と外部のI/O、メモリなどの相関関係を測定します。ところが、ＦＰＧＡのデバッグ用出力ピンが限られているために、ＦＰＧＡ内の観測したい信号を変更する度に、ＲＴＬを書き直し、論理合成・配置配線をするので、時間だけが過ぎていきます。

少しでも効率を上げるために、独自のマルチプレクサをRTLで作成し、外部スイッチ切り替えで出力する信号を変えながらＦＰＧＡ内部の動作を測定します。しかし、独自のマルチプレクサを構成しロジック・アナライザの測定準備をする手間が大変で、結局、限られた信号だけで、バグ探しをしている間に期限だけが迫ってきます。

そんな皆様に“FPGAアナライザ”、“FPGAスコープ”がお勧め！！

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マルチプレクサコアは最大65536の信号を選択可能で、あらかじめ観測したい信号をネットリストから選択して生成します。このときに同時に生成される信号名ファイルをロジック・アナライザに読み込むことで、信号を切り替えた際に自動的に信号名を更新します。このためわずらわしい信号名の入力作業や人為的なミスを防ぐことが可能です。

またロジック・アナライザで周辺回路の信号も相関を取って解析できますので、PCI Expressやなどの非同期クロック系を含むシステム全体とFPGAの内部回路を簡単に観測しながらデバッグすることができます。

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以下の基本構成でXILINX社、ALTERA社のFPGA内部の信号とともにFPGA外部のDDRなどの信号もフライングリードでプロービングし同時に観測可能です。〜204ch/〜32Mメモリ構成も選択可能ですのでお気軽に弊社営業担当にご相談ください。

16801A FPGAアナライザ基本構成 \1,864,018より ※〜612ch/〜256Mメモリ構成も選択可能
XILINX FPGA用アナライザ構成（※XILINX専用JTAGケーブル、ChipScopeTMが別途必要）
16801A	アナライザ本体（34ch/4GHzタイミングズーム/250MHzステート/1Mメモリ）×１	¥1,329,449
B4655A	XILINX用FPGAダイナミック・プローブ（ノードロックライセンス）×１	¥376,704
E5383A	17ch汎用フライングリードセット（シングルエンド）@¥79,298×2	¥158,596
		\1,864,749
ALTERA FPGA用アナライザ構成（※ALTERA専用JTAGケーブルが別途必要）
16801A	アナライザ本体（34ch/4GHzタイミングズーム/250MHzステート/1Mメモリ）×１	¥1,329,449
B4656A	ALTERA用FPGAダイナミック・プローブ（ノードロックライセンス）×１	¥375,973
E5383A	17ch汎用フライングリードセット（シングルエンド）@¥79,298×2	¥158,596
		\1,864,018

価格は2011年6月現在で消費税は含みません。

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FPGAスコープとは、FPGA内部を観測可能なFPGAダイナミック・プローブとMSOミックスドシグナルオシロスコープのバンドル製品の総称で、アナログ波形観測をしながらFPGAの内部をデバッグできるツールです。
MSO用FPGAダイナミック・プローブの専用マルチプレクサコアにより、FPGAの内部信号をJTAG経由で切り替えて16chのロジック信号および4chアナログ波形観測が同時に可能です。MSO7012Bは外部PC経由で、WindowsベースのMSO9064Aであれば直接スコープからJTAGケーブルでマルチプレクサのバンクを切り替え信号名を自動的に更新しますので、わずらわしい信号名の入力作業や人為的なミスを防ぐことが可能です。周辺回路の波形観測も相関を取ってFPGAの内部回路を観測しながらデバッグすることが可能です。

　

MSO6000での測定例	MSO6000での測定例

関連リンク

• Altera社FPGAのデバッグ例を見る
• Xilinx社FPGAのデバッグ例を見る
• MSO比較：動画デモを見る

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以下の基本構成でXILINX社、ALTERA社のFPGA内部の信号を16chまで観測可能です。各種アナログ帯域、2ch構成も選択可能ですので、お気軽に弊社営業担当にご相談ください。

MSO9064A FPGAスコープ基本構成 \2,677,303より  ※600MHz、1/2,5/4GHz帯域モデルも選択可能
XILINX FPGA用スコープ構成（※XILINX専用JTAGケーブル、ChipScopeTMが別途必要）
MSO9064A	MSOスコープ本体（600MHz, 2/4 GSa/s, 4+16 Ch）×１	¥2,422,657
N5397A	XILINX用FPGAダイナミック・プローブ×１	¥254,646
		\2,677,303
ALTERA FPGA用スコープ構成（※ALTERA専用JTAGケーブルが別途必要）
MSO9064A	MSOスコープ本体（600MHz, 2/4 GSa/s, 4+16 Ch）×１	¥2,422,657
N5433A	ALTERA用FPGAダイナミック・プローブ×１	¥255,508
		\2,678,165

　

MSO7012B FPGAスコープ基本構成 \1,065,492より ※100/350/500MHz、1GHz帯域モデル、4ch構成も選択可能
XILINX FPGA用スコープ構成（※XILINX専用JTAGケーブル、ChipScopeTM、コントロール用PCが別途必要）
MSO7012B	MSOスコープ本体（100MHz, 2GSa/s, 2+16 Ch）×１	¥873,693
N5406A	XILINX用FPGAダイナミック・プローブ×１	¥191,802
		\1,065,495
ALTERA FPGA用アナライザ構成（※ALTERA専用JTAGケーブル、コントロール用PCが別途必要）
MSO7012B	MSOスコープ本体（100MHz,2GSa/s, 2+16 Ch）×１	¥873,693
N5434A	ALTERA用FPGAダイナミック・プローブ×１	¥191,799
		\1,065,492

価格は2011年6月現在で消費税は含みません。

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FPGAアナライザ、FPGAスコープによる最新デバッグ手法と従来の各種FPGAデバッグツールとの機能比較表を以下に示します。

　

	従来のデバッグ手法			最新のデバッグ手法
	FPGAベンダのモニタツール	JTAG経由内部観測ツール	ロジック・アナライザ単体	FPGAアナライザ	FPGAスコープ
価　格	◎	◎	△	△	○
FPGA内部の状態観測	○	○	△	◎	○
FPGAのリソース消費	△	◎	◎	◎	◎
セットアップ	◎	◎	×	◎	◎
トリガ機能	○	○	◎	◎	○
同期サンプリング	◎	◎	◎	◎	×
非同期サンプリング	×	×	◎	◎	◎
FPGAと外部デジタル信号との相関	×	×	◎	◎	○
FPGAと外部アナログ信号との相関	×	×	○	○	◎
他の測定器との連携	×	×	◎	◎	◎

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７．FPGAデバッグ　詳細

FPGAデバッグの詳細はこちらから

• 本体はいずれも5年保証価格。
• 価格は2011年6月現在で消費税は含みません。
• 記載の製品名、会社名は各社の登録商標または商標です。

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