Xilinx Artix-7 FPGA 評価ボード「Arty」を動かしてみた

XilinxのArtyというFPGAボードを買ってみました。
3月末にRSコンポーネンツで3割引きセールがあり、税抜き10525円と若干お得に買えました。

Arty [Reference.Digilentinc]

Artix-7 35T Arty FPGA 評価キット

このクラスのザイリンクス用評価ボードでは、他にBASYS3というのもあり、どちらにするか若干迷いました。
BASYS3はVGAポートと7セグメントLEDがあります。
ArtyはEthernetポートとDDR RAM（256MB）があり、Arduino用シールドも接続することができます。

以前（といっても、もう10年以上前）Spartan3スターターキットを使っていたことがあり、VGA信号を出すのが面白かったので、VGAポートがあるのはちょっと魅力です。
しかし、DDR RAMとEthernetも同じくらい魅力的ですし、VGAポートは簡単なDACを抵抗で組めば作れるので、Artを選びました。

他に、Alteraという選択肢もありますが、FPGAの部屋さんのお奨めは、趣味で使うならXilinxが良い、ということです。

Xilinxの開発ツールはVivado HLSというツールで、Artyにはバウチャー券が付属しており、無料のWebPackではなくより高機能な「Design Edition」を1年間使うことができます。
インストールには、サポートするデバイスを必要最低限（Artix-7のみ）にしても、20GBほどのスペースが必要です。（このためにSSDを大容量のものに入れ替えました）

インストールの終わりにライセンスマネージャーが起動され、ライセンスファイルを読み込めばインストール完了です。

へアクセスし、アカウントを作成して、バウチャー券のライセンスキーを入力すると、メールでライセンスファイルが送られてきます。

Vivadoは追って試してみることにして、まずは工場出荷時に書き込まれている回路で動作確認しました。
電源はMicroUSBで供給できるので、Arduino等と同じく、接続はお手軽です。
USB一本で、電力供給のほか、デザインの書き込みやUARTでの通信ができるようです。

出荷時の回路はUARTとGPIOのデモです。
ボード上には、4つのタクトスイッチ、4つのスライドスイッチ、4つのグリーンLED、4つのフルカラーLEDが実装されています。
デモでは、タクトスイッチに以下のような機能が割り当てられています。

・BTN0（右端）：4つのスライドスイッチで指定した値をUARTへ表示。値はLEDのPWM制御に反映される。
・BTN1　　　　：RGB LEDで光を左右にスクロール
・BTN2　　　　：RGB LEDで色を変化
・BTN3（左端）：メニューへ戻る

とりあえず動作確認は完了です。
次はどこから手をつけるかまだ考え中ですが、ライセンスが1年間なので、のんびりもしていられないですね。