20140208 自主制作MTG 資料

16セグLED駆動回路を作ってみた改

前回のおさらい

ロジック回路で16セグLED駆動回路を作った

16セグLEDコレ↓

コンセプト：

● Arduino から SPI 通信で制御● バッファリング回路内蔵● ハードウェア制御ダイナミック点灯

発振回路

データバッファ

SPI インターフェース

セレクタ

Arduino

16セグ LED 駆動回路

SPI

同じ仕組みを使えば…

大量の制御ができる！

・・・本当に？

制御対象の数：たかだか、

16セグ × 6桁 = 96個

使用した配線：

およそ200本

たとえば 32 × 32 ドットの LED マトリクス

制御対象の数：

32 × 32 = 1024個

配線、辛すぎる。。。

大量制御するには（方法は同じだけど）

手段は変えなきゃいけない！

ここから、今回のお話。

新たな手段：

FPGA

FPGAってなんぞ？

FPGA:Field Programmable Gate Array

現場で： （Field）プログラム可能な：（Programable）ロジック回路の集合：（Gate Array）

…らしい。

どういうこと？

ふつうは…

プログラムを書く↓

ソフトウェアができる

FPGAは…

プログラムを書く↓

ハードウェアができる！

ハードウェア記述言語 (HDL)でプログラミング

書き込み用ファイル生成

ハードウェアの完成

コンパイル（論理合成＆配置配線）

書き込み

コンパイル & 書き込み

と、いうことで

前回と（ほぼ）同じ回路をFPGA で作ってみた

8bitシフトレジスタ

8bitシフトレジスタ

RAM(8bit In, 16bit Out)

1/100000プリスケーラ

6進カウンタ

6進-2進コンバータ

Arduino

SPI インターフェース

ダイナミック点灯制御

バッファ wadr wdata

clk

count

radr

rdata

select

csclkmosimiso

FPGA (DE0)

Q

16セグLED

50MHz CLK

clk

デモ

FPGA の利点

ロジック回路(ASIC)と比べて… 配線の軽減試行錯誤をしやすいバージョン管理しやすい

CPU(マイコン)と比べて… 大量制御しやすい処理が早い柔軟性が高い

FPGA の欠点

ロジック回路(ASIC)と比べて… 速度が遅い消費電力が大きい

CPU(マイコン)と比べて… 高価煩雑

でも、個人用途なら…

利点＞欠点

つまり、

FPGA最強

ご清聴ありがとうございました