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ディジタル IC 探訪
Arduino 感覚で使える
オープン・ソース FPGA プラットホーム
Spartan 6 LX 搭載
FPGAボードPapilio Proを試す
横溝 憲治
Kenji Yokomizo
Papilio は，Gadget Factory LLC が行っているオー
プン・ソース FPGA プロジェクトです（http://www.
gadgetfactory.net/papilio−wiki/）．
Papilio では，
●
FPGA ボード Papilio
●
拡張基板 MegaWing（現在は 3 種類）
●
FPGA 書き込みソフトウェア Papilio Loader
を提供しており，ハードウェアの回路図，HDL 記述
なども公開しています．
FPGA 上で動作するプロセッサと Arduino IDE ベ
ー ス の プ ロ グ ラ ム 開 発 環 境 ZAP（ZPUino Arduino
Papilio）
IDE を利用することができます．
本稿では，Papilio の特徴と初歩的な使い方につい
て紹介します（編注）．
「Papilio」≒ FPGA 版 Arduino
● 使い方は Arduino と同じ
Papilio の 一 番 の 特 徴 は，Arduino と 同 じ 手 順 で
FPGA 上のプロセッサ用スケッチ（プログラム）が作成
できることです．
FPGA 上のプロセッサとしては，ZPUino（Zylin の
ZPU ベース）
，および AVR8 互換プロセッサが用意さ
れており，その回路情報
（bit ファイル）が提供されて
います．
プログラム開発環境としては，Arduino IDE をカス
タマイズした ZAP IDE が提供されています．
拡張基板 MegaWing 毎に開発環境が整えられてい
る の で，MegaWing を 使 う プ ロ グ ラ ミ ン グ も ZAP
IDE 上でメニューから選択するだけですぐに始められ
ます．
ZAP IDE を使わずに，従来の手法でユーザが設計
した回路を FPGA へ書き込んで使うことも可能です．
その場合も，ザイリンクスのダウンロード・ケーブル
を使わずに FPGA に書き込むことができます .
● ラインアップと端子配置
FPGA ボード Papilio のラインアップを表 1 に示しま
す．Spartan 6 LX（ザイリンクス）の Papilio Pro には，
64 M ビットの SDRAM が搭載されています．
拡 張 基 板 MegaWing の 一 覧 を 表 2 に 示 し ま す．
MegaWing を利用することで，VGA ポート，ジョイ
スティック，アナログ入力などが利用可能になります．
Papilio の外部信号は 48 本あり，FPGA の端子が直
接接続されています．信号レベルは 3.3 V または 2.5 V
なので，5 V の信号はレベル変換して接続する必要が
あります．電源，グラウンド端子は MegaWing も含
めて共通の配置になっています．写真 1 は Papilio Pro
の外観，図 1 は外部信号の配置です．
これらのボードの国内での購入先例としては，秋月
電子通商などがあります．
表 1 FPGA ボード Papilio のラインアップ
Papilio One 250K Papilio One 500K
FPGA
編注：Papilio の用途 / 目的は教育，ホビ
ー，プロトタイピングとされている．ラ
イ セ ン ス は． Papilio Pro is licensed
under a Creative Commons Attribution
− NonCommercial − ShareAlike 3.0
Unported License. と な っ て お り， 商
品には使用できない．
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Papilio Pro
Spartan 3E
Spartan 3E
Spartan 6
XC3S250E
XC3S500E
XC6SLX9
ロジック・セル数
5508
10476
9152
BRAM［ビット］
216 K
360 K
576 K
I/O 数
外部 RAM［ビット］
SPIフラッシュ・メモリ
［ビット］
電源
48
48
48
なし
なし
SDRAM 64 M
4M
4M
DC 入力ジャック，または USB
64 M
USB
2014 年 4 月号