この文書では,実習ボードの組み立て方法について述べています.CPUボードはFPGAが搭載したされているFPGAボード,LEDと7セグメントLEDを備えたディスプレイボード,トグルスイッチと反射式フォトインタラプタを備えた入出力ボードの3枚のボードから成り立っています.さらに,旧式のFPGAボードにはダウンロード端子が6ピンL字しかなく,2×7ピンソケットによる接続を行えません.2×7ピンソケットを接続できるようにする変換ボードもあります.これら3枚もしくは4枚のボードを接続するときの注意点を中心にお話します.


説明に先立ち,各ボードの写真を示します.

FPGAボード

下の写真が旧式のFPGAボードの表面です.左側にダウンロード用のピンヘッダがあります.後ほど説明する変換ボードでダウンロードケーブルとつなぎます.ただし,新しいボードの場合,このような横を向いたコネクタではなく,ダウンロードケーブルと直接接続できるコネクタを採用しています.また,右側にはSRAM,その下には3.3[V]のレギュレータ,中央にEEPROM,その左側に発振器があります.上部にはディスプレイボードとつなぐピンソケットがあります.

FPGABoardTop

 

下の写真はFPGAボードの裏面です.中央にXilinx社製FPGAであるSpartan6があり,左側にはSRAM,右側には1.8[V]のレギュレータがあります.下部にはI/Oボードとつなぐためのピンヘッダがあります.

FPGABoardBottom


入出力ボード

 下に示す写真が入出力ボードの表面です.上側にはFPGAボートと接続するためのピンソケット,中央にはドットマトリクスディスプレイ,下側には16個の小型トグルスイッチ,右側には大型トグルスイッチとタクトスイッチ,左側には小型スライドスイッチ2個と大型トグルスイッチ,さらに電源ジャックがあります.

IOBoardTop

 

入出力ボードの裏面にはフォトインタラプタが16個あり,それらによってマークシートを読み取ることができます.下図の下側にある白色の物体の下にフォトインタラプタがあります.この白色の物体はマークシートを読むとき,紙のガイドとして役立ちます.

 IOBoardBottom


ディスプレイボード

 ディスプレイボードには4桁の7セグメントLEDと2個のLEDが付いています.計算結果を表示するときに主に使用されます.7セグメントLEDを制御する回路についてはこちらをご覧ください.

Display


変換ボード

 下図は変換ボードを上から撮影したものです.右側にあるピンソケットはFPGAボードにあるダウンロード端子と接続できるようになっており,中央にあるピンソケットはダウンロードケーブルと接続することができるようになっています.ただし,新しい実習ボードでは変換ボードを使わず,直接FPGAボードに接続できるようになっているため,このボードがない場合があります.

DownloadConverter1 

 


はじめに,

FPGAボードと入出力ボードを接続します.下図のように向きを間違えぬよう,接続して下さい.

ConnectFPGABoardAndIOBoard

 

次に,FPGAボードとディスプレイボードを接続します.FPGAボードにある2×16のピンソケットがあり,ディスプレイボードにはピンヘッダがあります.下図に示す向きで接続して下さい.

ConnectDisplayAndFPGABoard

次に,FPGAボードに変換ボードを接続する方法を説明します.接続はL字ピンヘッダとL字ピンソケットとにより接続されます.向きに気を付けてください.

ConnectDownloadConverterAndFPGABoard

 

最後にダウンロードケーブルと接続してください.下図のオレンジの箇所のように,ガイドが合うように接続してください.

DownloadConverter2

 

以上で接続完了です.ACアダプタを接続し,FPGAに回路を構築すると例えば下のように動作します.

WholeImage