Xilinx KC705 評価ボード定義ファイルの作成

概要

FPGA インザループに対して、MathWorks^® が提供する事前登録済み FPGA ボードのリストにない独自の FPGA ボードを使用することができます。New FPGA Board Wizard を使用すると、カスタム FPGA ボードを記述するボード定義ファイルを作成できます。

次の例は、FIL シミュレーションで使用する Xilinx^® KC705 評価ボードのボード定義ファイルを作成するワークフローです。

はじめる前に

ボード仕様を確認して、次の情報をすぐに用意できるようにします。
- イーサネット PHY チップへの FPGA インターフェイス
- クロックピンの名前と番号
- リセットピンの名前と番号
この例では、必要な情報は既に提供されています。一般的には、これらの情報はボード仕様ファイルで確認することができます。この例では、KC705 Evaluation Board for the Kintex-7 FPGA User Guide (Xilinx 発行) を使用しています。
検証を実行するには、Xilinx または Altera^® がパスになければなりません。関数 hdlsetuptoolpath を使用して、このツールを MATLAB^® で使用できるように設定します。
定義ファイルを追加した後に FPGA ボードのプログラミングを検証するには、カスタムボードをコンピューターに接続します。ただし、ボード定義ファイルを作成する時点では、ボードを接続する必要はありません。

New FPGA Board Wizard の起動

MATLAB プロンプトで以下のコマンドを入力し、FPGA Board Manager を起動します。
```
>>fpgaBoardManager
```
[カスタムボードの作成] をクリックして New FPGA Board Wizard を開きます。

ボードの基本情報の入力

[Basic Information] ペインで、以下の情報を入力します。
- Board Name: 「My Xilinx KC705 Board」と入力します。
- Vendor: [Xilinx] を選択します。
- Family: [Kintex7] を選択します。
- Device: [xc7k325t] を選択します。
- Package: [ffg900] を選択します。
- Speed: [-2] を選択します。
- JTAG Chain Position: [1] を選択します。
ここで入力した情報は KC705 Evaluation Board for the Kintex-7 FPGA User Guide に記載されています。
[Next] をクリックします。

FPGA インターフェイス情報の指定

[Interfaces] ペインで、以下の操作を実行します。
1. [FIL Interface] を選択します。このオプションは、ボードを FPGA インザループで使用する場合に必要です。
2. [PHY Interface Type] で [GMII] を選択します。このオプションは、オンボード FPGA が GMII インターフェイス経由でイーサネット PHY チップに接続していることを表します。
3. [FPGA Turnkey Interface] セクションの [User-defined I/O] オプションはオフのままにします。FPGA ターンキーワークフローはこの例では重要ではありません。
4. Clock Frequency: 「200」と入力します。この Xilinx KC705 ボードには複数のクロックソースがあります。200 MHz クロックは、イーサネットインターフェイスで使用する場合に推奨されるクロック周波数 (50、100、125、200 MHz) のひとつです。
5. Clock Type: [Differential] を選択します。
6. Clock_P Pin Number:「AD12」と入力します。
7. Clock_N Pin Number: 「AD11」と入力します。
8. Clock IO Standard — 空白のままにします。
9. Reset Pin Number: 「AB7」と入力します。この値により FPGA に対するグローバルリセットが設定されます。
10. Active Level: [Active-High] を選択します。
11. Reset IO Standard — 空白のままにします。
必要な情報はいずれもボード設計仕様から取得できます。
[Next] をクリックします。

FPGA ピン番号の入力

[FIL I/O] ペインで、各 FPGA ピンの番号を入力します。この情報は必須です。

RXD 信号と TXD 信号のピン番号は、LSD (最下位桁) から順に MSD (最上位桁) までコンマ区切りで入力されます。

信号名	入力する FPGA ピン番号
ETH_COL	W19
ETH_CRS	R30
ETH_GTXCLK	K30
ETH_MDC	R23
ETH_MDIO	J21
ETH_RESET_n	L20
ETH_RXCLK	U27
ETH_RXD	U30,U25,T25,U28,R19,T27,T26,T28
ETH_RXDV	R28
ETH_RXER	V26
ETH_TXD	N27,N25,M29,L28,J26,K26,L30,J28
ETH_TXEN	M27
ETH_TXER	N29

[Advanced Options] をクリックしてセクションを展開します。
[Generate MDIO module to override PHY settings] オプションをオンにします。
このオプションを選択する理由は以下のとおりです。
- Xilinx KC705 ボードには、イーサネット PHY デバイスを MII、GMII、RGMII または SGMII モードに設定するジャンパーがあります。この例では GMII インターフェイスを使用しているため、PHY デバイスのモードが誤って設定されていると FPGA ボードが機能しません。[Generate MDIO module to override PHY settings] オプションがオンになっている場合、FPGA は MDIO (Management Data Input/Output) バスを使用してジャンパー設定をオーバーライドし、PHY チップを正しい GMII モードに設定します。
- 現在、このオプションは Marvell Alaska PHY デバイス 88E1111 に対してのみ適用されます。この KC705 ボードは Marvel デバイスを使用しています。
PHY address (0 – 31): 「7」と入力します。
[Next] をクリックします。

オプションの検証テストの実行

この手順では検証テストを実行します。ここでは、FPGA インザループコシミュレーションを実行して、入力された情報が正しいかどうかを検証します。同じコンピューターに Xilinx ISE 13.4 以降のバージョンがインストールされている必要があります。この手順はオプションで、省略することも可能です。

メモ

検証を実行するには、Xilinx または Altera がパスになければなりません。関数 hdlsetuptoolpath を使用して、このツールを MATLAB で使用できるように設定します。

このテストを実行するには、以下の操作を実行します。

[Run FPGA-in-the-Loop test] オプションをオンにします。
ボードが接続されている場合は、Include FPGA board in the test オプションをオンにします。FPGA ボードの IP アドレスを入力しなければなりません。この例では、Xilinx KC705 ボードがホストコンピューターに接続されていて、IP アドレスが 192.168.0.2 であると想定しています。
[Run Selected Test(s)] をクリックします。テストが完了するまで約 10 分かかります。

ボード定義ファイルの保存

[終了] をクリックして New FPGA Board Wizard を終了します。[名前を付けて保存] ダイアログボックスが表示され、FPGA ボード定義ファイルの保存場所を指定するよう要求されます。この例では、C:\boardfiles\KC705.xml という名前で保存します。
[保存] をクリックしてファイルを保存し、終了します。

新規の FPGA ボードの使用

ボード定義ファイルを保存すると、画面が FPGA Board Manager に戻ります。FPGA ボードのリストに、定義した新規のボードが表示されます。
[OK] をクリックして FPGA Board Manager を閉じます。
FIL ウィザードまたは HDL ワークフローアドバイザーのボードのリストでこの新規のボードが表示されます。
1. FIL ウィザードは MATLAB プロンプトから起動します。
```
>>filWizard
```
  Xilinx KC705 ボードがボードのリストに表示され、FPGA インザループシミュレーション用に選択できるようになります。
2. HDL ワークフローアドバイザーを起動します。
  手順 1.1 で [FPGA インザループ] を選択し、[ボードマネージャーの起動] をクリックします。
  Xilinx KC705 ボードがボードのリストに表示され、FPGA インザループシミュレーション用に選択できるようになります。