FPGA 応用技術
FPGAとは
簡単に言えば、１つのICの中に大量の極小のコンピュータのようなもの
（論理ブロック）が格子状に配列されている物です。
その論理ブロック同士をプログラムで接続して、命令を与えることで色々な
電子部品と同じ機能（論理回路）を作り出すことができます。
また、開発後でも論理回路を書き換えできるのが最大の特長です。
FPGAの利点
1 いつでもカスタマイズ
プログラムで機能そのものを変更できるので、いつでもカスタマイズが可能。
2 開発期間の短縮とコストダウン
基板や専用ICを作らずに動作のシミュレーションができるので、開発期間の短縮とコストダウンが可能。
3 装置を精密に高速制御
複数の入出力や数値演算を超高速処理するのが得意なので、装置を精密に高速制御することが可能。
4 お客様の望む性能を最大限に引き出せるオリジナルIC小ロットや類似品に多い製品に最適
大量生産が必要なASICと違い、1個から手に入るFPGAでお客様の望む性能を最大限に引き出せる
オリジナルICが作れます。小ロットや類似品が多い製品に最適です。お気軽にご相談ください。
5 「コストダウン」や「基盤の小型化」、「部品の生産中止問題回避」など
FPGA内の一部に電子部品と同じ機能を構築することで部品点数を大幅削減。
「コストダウン」や「基板の小型化」、「部品の生産中止問題の回避」などのメリットがあります。
6 CPUで培ったノウハウやシステムをそのまま流用
FPGA内にCPUも作り出すことができるので、CPUで培ったノウハウやシステムをそのまま流用することもできます。
また、構築するCPUの数を増やせば高速処理も可能になります。
FPGAの開発済みIPコアの例
IPコアとはFPGAに書き込む論理回路情報です。
下記のものなどは開発済みですので、すぐにカスタマイズ可能です。
- 直線補間制御
- 円弧補間制御
- 台形加減速
- 非対称加減速
- S字加減速
- パルス重畳
- サーボモータードライバ PID制御
- ステッピングモータードライバ ステップ角265分割制御
- PCIバス制御
- PCIeバス制御
- タッチパネルインターフェース
- デジタルフィルタ（ハイパス、ローパス、バンドパス）
- マイコン周辺（Z80相当、タイマ、カウンタ、PWMなど）
- 各種通信（イーサネット、UART、SPI、I2Cなど）
※上記のIPコアは主なものです。ご相談いただいた装置の仕様にあわせて提案させていただきます。
当社製品のカスタマイズで安価に
お客様の製品に組み込まれる場合や小型化のご要望などは、専用のFPGA基板を設計・製作致します。
ですがFPGAは仕様変更ができますので、お客様のご要望の制御に合わせて
当社の自社製品に搭載されたFPGA内をカスタマイズすることが可能です。
一から基板を製造するよりも安価ですのでオススメです。
開発実績の例
裁断機 自由曲線制御システム
レーザーやレシプロソーで鞄や自動車シートなどの革や生地を断裁する際、滑らかな曲線などのデータ通りに加工する制御システム。
自由曲線制御（輪郭制御）と呼ばれ、超高速処理のFPGAで非常に細かい間隔の連続制御をすることにより、滑らかな曲線などの加工が実現する。
また、加工箇所に合わせて速度や出力の調整なども迅速に行うことが可能。
植毛機の電子カム化
機械式のカムからサーボモーターを使用した電子制御へのレトロフィット。
自社製品のAS-8400をカスタマイズして安価に実現。
生産スピードの大幅アップや簡単に精密な調整ができるなどメリット多数。
大型望遠鏡 自動導入システム
上位PCからの観察したい星の要求に対して、GPSからの時間データを元に
大型望遠鏡を非常に高い位置決め精度で自動制御するシステム。
通信はイーサネットとCUNET。
インクジェットヘッド 高速制御システム
イーサネットからの印刷データをDIMMモジュールと歩調を取りながら
微細なインクの吐出量と紙送りのタイミングを高速制御するシステム。
インクジェットヘッドはS社製。
マイコンの制御スピードでは対応不可の為、FPGAを採用。
その他も「工業用ミシン」「木工機」「三次元加速度センサ調整装置」「超音波データ収集装置」など
電子部品生産中止の救済
裁断機 自由曲線制御システム
近年、合理化の為に幅広く使用されていた集積回路が生産中止になり、基板の再設計、新しいソフトの開発を余儀なくされる問題が
発生しています。当社ではFPGA内に集積回路などを再現することで、ご使用のソフト資産を流用できる基板を作り、継続供給することが
可能です。新たなソフト開発の費用と期間が必要ないメリットのほかに、FPGAの長所を活かした性能アップも可能です。
【開発済み資産】 Z80やその周辺LSI
