プローブも当てられない数十本の高速信号のタイミングをバーチャル解析！無料のモデル発見！FPGA＋外付けSDRAMの丸ごとシミュレーション

摘要

FPGAを使った製作では，いろいろな機能をFPGA内部と基板上に実装するので，正しく動作しないときにどこに問題があるか解析する（デバッグ）のときに，次のような問題がある場合もあります．高速動作のため手持ちの測定器で測定できない小型基板に実装したのでテスト出力端子がない原因の見当がつかず一つずつ確認する必要がある.例えば，FPGAとSDRAM（Syncronous Dynamic Random Access Memory）の通信がうまくいっていなさそうだ…というとき，数十MHzかつ多数の信号で動作するFPGA-SDRAM間をどう確認すればいいでしょうか？このような場合に，基板上の部品をHDL記述でモデリングし，FPGAにコンフイグレーションしたRTLとシミュレーションすると，原因が分かったり，問題を再現できたりすることはたくさhあります．SDRAMやシリアル通信するようなICのモデリングは大変ですが，無料で使えるモデルを配布しているサイトがあります．本稿では，本誌2015年11月号のCMOSカメラ·モジュールからの画像をHDMIでパソコン用のディスプレイに出力する装置（写真1）を題材に，配布されているモデルを使ったSDRAMと，FPGAの通信をシミュレーション解析してみましょう.