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[[春のプロジェクト2008]]
*PICOを利用したコンピュータシステムの構築 [#v95eaeeb]
PICOプロセッサは慶應大学で開発された教育用16ビットRISCプロセッサです。私たちは、PICO16プロセッサをベースとして会津大学で開発されたPICO16aプロセッサを使用して、DE2ボードに簡単なコンピュータシステムの開発を行います。
DE2ボードはいくつかのI/Oデバイスを持っています。私たちは、PICO16aでI/Oデバイスを制御するためのI/Oデバイスコントローラを開発します。また、それらを制御するプログラムを開発します。
例:(いくつかのI/Oデバイスコントローラは既に開発されています。)
-VGA出力 (画像出力、簡単なゲーム作成、画像処理)
-サウンド出力 (ミュージックプレイヤー、DSP)
PICO16aはVerilog-HDLを用いて記述されています。SFLを学びたい人のために私がSFLで書き直したデザインを用意しています。
----
#contents
**課題 [#pd95e7eb]
***B3 [#m24e0ae8]
-PICO16a_systemの拡張
--VGA出力回路の作成
--サウンド出力
***B2 [#abf5bc77]
-PICO16a_system/PICO16as_systemの理解
--アセンブリプログラム
--Memory-mapped I/O
**教材 [#l8750636]
PICOを用いてMapped I/O方式でI/Oデバイスを制御するシステム。
***PICO16a_system [#b1289ef9]
コンピュータ構築設計論で作成したものを使用する。
-実装済みのI/Oデバイスコントローラ
--7セグメントLED
--LCD
--KEY割り込み
--タイマ
--VGA(sofファイル配布)
***PICO16as_system [#eb1fb76b]
PICO16a_systemをSFLで書き直したもの。PICO16a_systemと同様のI/Oデバイスコントローラを実装した。配布したファイルはCPUとメモリのみのパッケージ。
**進め方 [#n12cadee]
開発にはVerilog-HDL(PICO16a_system)かSFL(PICO16as_system)を使用する。
***B3 [#zd7a3fed]
2007年度のコンピュータ構築設計論において、既にPICO16a_systemについて学習した者は演習の延長として新しいI/Oデバイスの制御回路の設計、およびI/Oデバイスを利用したアセンブリプログラムの開発を行なう。
例題として、VGA出力、DSP、サウンド出力などに関するトピックの課題を用意した。
-VGA出力
++VGA制御回路の作成
---コンピュータ構築設計論最終選択課題VGA出力の回路を接続
---VGAを用いたストップウォッチの動作確認
---キャラクタ・ディスプレイ・コントローラを用いたVGA表示の動作を理解
++VGA制御回路の拡張
---SRAM制御回路の作成
---フレームバッファ作成(構成を決定する必要あり)
++長崎大学の問題(鮮明化フィルタ)
---http://slab.cis.nagasaki-u.ac.jp/~shibata/lab3/wiki/
-DSP
++DSP回路を接続して使用してみる(未定)
---林さんの卒研の教材
-サウンド出力
++オーディオコーデック制御回路の作成
---D/A変換の理解
++波形生成回路の作成
---波形ROMを準備
++サウンドデータ用のROMを作成
---長さ+周波数を格納
***B2 [#a80f3482]
PICO16aプロセッサを使用して様々なI/Oデバイスを制御する方法について学習する。
まずはPICOプロセッサのアセンブラの仕様を確認し、簡単なアセンブリプログラムを動作させる。また、Memory-mapped I/O方式によるI/Oデバイスの制御方法について学習する。
講義資料や演習資料は2007年度のコンピュータ構築設計論の資料を用いる。下記リンクを参照。
-PICO16aの概要
++アセンブリプログラム作成
---アセンブラの仕様確認
---サブルーチンを用いたプログラム作成
---DE2ボードを用いた動作確認
-I/Oデバイス制御
++Memory-mapped I/Oの勉強
++I/Oデバイスコントローラの作成
---HDLによる回路記述
---I/Oデバイスを制御するアセンブリプログラムの作成
---DE2ボードを用いた動作確認
**リファレンスデザイン [#w74620be]
Alteraより配布されているデモンストレーションデザインを有効に活用してください。その他、データシートや仕様書などはDE2ボードの箱に同梱されているCD-ROMに格納されています。
また、別途作成したリファレンスデザインを配布します。
|概要|ダウンロード|メモ|
|サウンド出力テスト|&ref(sound_sample.tar.gz);|KEY0->Reset, SW[17:15]->音色の選択(0-5)|
**サポートツール [#o17f61f2]
開発やデバッグに必要なツールを配布します。
|概要|ダウンロード|メモ|
|pgmファイルをmifファイルに変換|&ref(pgm.tar.gz);|128x128の256階調のpgmファイルに対応。|
**動作例 [#l386f601]
画像をディスプレイに表示させた例。
CENTER:&ref(de2_image.jpg);
**参考リンク [#o4a61941]
-PICOプロセッサに関するリンク
--[[2007年度コンピュータ構築設計論:http://web-int.u-aizu.ac.jp/~miyazaki/comporg-07/index.html]] (講義)
--[[2007年度コンピュータ構築設計論:http://col1.u-aizu.ac.jp/int/comporg/]] (演習)
--[[PICO16as_system:http://zxp050.u-aizu.ac.jp/index.php?PICO16as_system]]
--[[Electronics Circuits for Digital System Designers:http://www.am.ics.keio.ac.jp/picobook/]]
--[[PICO16aシミュレータOCIP:http://zxp050/index.php?OCIP]]
-SFLに関するリンク
--[[PARTHENON MANUAL:http://www-lab09.kuee.kyoto-u.ac.jp/parthenon/NTT/html/manual.htm]]
--[[IP ARCH, Inc.:http://www.ip-arch.jp/]]
-設計に関するリンク
--[[RISC:http://ja.wikipedia.org/wiki/RISC]] (Wikipedia)
--[[メモリマップドI/O:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A1%E3%83%A2%E3%83%AA%E3%83%9E%E3%83%83%E3%83%97%E3%83%89I/O]] (Wikipedia)
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[[春のプロジェクト2008]]
*PICOを利用したコンピュータシステムの構築 [#v95eaeeb]
PICOプロセッサは慶應大学で開発された教育用16ビットRISCプロセッサです。私たちは、PICO16プロセッサをベースとして会津大学で開発されたPICO16aプロセッサを使用して、DE2ボードに簡単なコンピュータシステムの開発を行います。
DE2ボードはいくつかのI/Oデバイスを持っています。私たちは、PICO16aでI/Oデバイスを制御するためのI/Oデバイスコントローラを開発します。また、それらを制御するプログラムを開発します。
例:(いくつかのI/Oデバイスコントローラは既に開発されています。)
-VGA出力 (画像出力、簡単なゲーム作成、画像処理)
-サウンド出力 (ミュージックプレイヤー、DSP)
PICO16aはVerilog-HDLを用いて記述されています。SFLを学びたい人のために私がSFLで書き直したデザインを用意しています。
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#contents
**課題 [#pd95e7eb]
***B3 [#m24e0ae8]
-PICO16a_systemの拡張
--VGA出力回路の作成
--サウンド出力
***B2 [#abf5bc77]
-PICO16a_system/PICO16as_systemの理解
--アセンブリプログラム
--Memory-mapped I/O
**教材 [#l8750636]
PICOを用いてMapped I/O方式でI/Oデバイスを制御するシステム。
***PICO16a_system [#b1289ef9]
コンピュータ構築設計論で作成したものを使用する。
-実装済みのI/Oデバイスコントローラ
--7セグメントLED
--LCD
--KEY割り込み
--タイマ
--VGA(sofファイル配布)
***PICO16as_system [#eb1fb76b]
PICO16a_systemをSFLで書き直したもの。PICO16a_systemと同様のI/Oデバイスコントローラを実装した。配布したファイルはCPUとメモリのみのパッケージ。
**進め方 [#n12cadee]
開発にはVerilog-HDL(PICO16a_system)かSFL(PICO16as_system)を使用する。
***B3 [#zd7a3fed]
2007年度のコンピュータ構築設計論において、既にPICO16a_systemについて学習した者は演習の延長として新しいI/Oデバイスの制御回路の設計、およびI/Oデバイスを利用したアセンブリプログラムの開発を行なう。
例題として、VGA出力、DSP、サウンド出力などに関するトピックの課題を用意した。
-VGA出力
++VGA制御回路の作成
---コンピュータ構築設計論最終選択課題VGA出力の回路を接続
---VGAを用いたストップウォッチの動作確認
---キャラクタ・ディスプレイ・コントローラを用いたVGA表示の動作を理解
++VGA制御回路の拡張
---SRAM制御回路の作成
---フレームバッファ作成(構成を決定する必要あり)
++長崎大学の問題(鮮明化フィルタ)
---http://slab.cis.nagasaki-u.ac.jp/~shibata/lab3/wiki/
-DSP
++DSP回路を接続して使用してみる(未定)
---林さんの卒研の教材
-サウンド出力
++オーディオコーデック制御回路の作成
---D/A変換の理解
++波形生成回路の作成
---波形ROMを準備
++サウンドデータ用のROMを作成
---長さ+周波数を格納
***B2 [#a80f3482]
PICO16aプロセッサを使用して様々なI/Oデバイスを制御する方法について学習する。
まずはPICOプロセッサのアセンブラの仕様を確認し、簡単なアセンブリプログラムを動作させる。また、Memory-mapped I/O方式によるI/Oデバイスの制御方法について学習する。
講義資料や演習資料は2007年度のコンピュータ構築設計論の資料を用いる。下記リンクを参照。
-PICO16aの概要
++アセンブリプログラム作成
---アセンブラの仕様確認
---サブルーチンを用いたプログラム作成
---DE2ボードを用いた動作確認
-I/Oデバイス制御
++Memory-mapped I/Oの勉強
++I/Oデバイスコントローラの作成
---HDLによる回路記述
---I/Oデバイスを制御するアセンブリプログラムの作成
---DE2ボードを用いた動作確認
**リファレンスデザイン [#w74620be]
Alteraより配布されているデモンストレーションデザインを有効に活用してください。その他、データシートや仕様書などはDE2ボードの箱に同梱されているCD-ROMに格納されています。
また、別途作成したリファレンスデザインを配布します。
|概要|ダウンロード|メモ|
|サウンド出力テスト|&ref(sound_sample.tar.gz);|KEY0->Reset, SW[17:15]->音色の選択(0-5)|
**サポートツール [#o17f61f2]
開発やデバッグに必要なツールを配布します。
|概要|ダウンロード|メモ|
|pgmファイルをmifファイルに変換|&ref(pgm.tar.gz);|128x128の256階調のpgmファイルに対応。|
**動作例 [#l386f601]
画像をディスプレイに表示させた例。
CENTER:&ref(de2_image.jpg);
**参考リンク [#o4a61941]
-PICOプロセッサに関するリンク
--[[2007年度コンピュータ構築設計論:http://web-int.u-aizu.ac.jp/~miyazaki/comporg-07/index.html]] (講義)
--[[2007年度コンピュータ構築設計論:http://col1.u-aizu.ac.jp/int/comporg/]] (演習)
--[[PICO16as_system:http://zxp050.u-aizu.ac.jp/index.php?PICO16as_system]]
--[[Electronics Circuits for Digital System Designers:http://www.am.ics.keio.ac.jp/picobook/]]
--[[PICO16aシミュレータOCIP:http://zxp050/index.php?OCIP]]
-SFLに関するリンク
--[[PARTHENON MANUAL:http://www-lab09.kuee.kyoto-u.ac.jp/parthenon/NTT/html/manual.htm]]
--[[IP ARCH, Inc.:http://www.ip-arch.jp/]]
-設計に関するリンク
--[[RISC:http://ja.wikipedia.org/wiki/RISC]] (Wikipedia)
--[[メモリマップドI/O:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A1%E3%83%A2%E3%83%AA%E3%83%9E%E3%83%83%E3%83%97%E3%83%89I/O]] (Wikipedia)
ページ名:
![[PukiWiki]](image/pukiwiki.png "[PukiWiki]")
