FPGAボードとは？モジュール型・SoM・評価ボードの種類と違い、選び方

FPGAボードとは

FPGAボードは、FPGAの周りに電源・クロック・メモリ・書き込みの回路を載せ、パソコンから回路を書き込めばすぐに動かせるようにした基板です。FPGAの素子だけを買って基板を起こすより早く、試作や性能の確認を始められます。

比較ページには、自社のブランドで設計して売る国内の会社と、海外の半導体メーカーの日本法人が案内するFPGAボードを、代表の型番で並べています。

3つの種類

• モジュール型は、FPGAとメモリだけを小さな基板に載せ、I/Oをコネクタやピンヘッダで外へ引き出したボードです。ヒューマンデータのXCM-118-35PとACM-116L-016、特殊電子回路のTKDN_ART7_BRD-2eがあります
• SoMは、FPGAとArmのCPUを1つにしたSoCにメモリを載せたモジュールです。東京エレクトロン デバイスのTB-7Z-IAE、マクニカのSulfur、AMDのKV260があります
• 用途を決めた評価ボードは、映像の入出力やSoCの試作に向けて端子を載せたボードです。アイチップス・テクノロジーのiEB-KXU2と、東京エレクトロン デバイスのPD-VU19P-2-LSI SOLOがあります

搭載FPGAと論理規模

• マクニカのSulfurは、AlteraのAgilex 5を載せ、ロジック容量は656KLEです
• ヒューマンデータのACM-116L-016は、AlteraのArria 10 GXを載せ、160K LEです
• AMDのKV260は、Zynq UltraScale+ MPSoCで256Kシステムロジックセルです
• ヒューマンデータのXCM-118-35Pは、Spartan UltraScale+で36Kシステムロジックセルです
• 数え方はメーカーで違います。LE・ロジックセル・LUTは、同じ単位どうしで比べます

入出力とメモリ

• ヒューマンデータのXCM-118-35PとACM-116L-016は、どちらもI/Oを128本外へ引き出しています
• 特殊電子回路のTKDN_ART7_BRD-2eは、I/Oが64本で、DDR3 SDRAMを2Gbit載せています
• アイチップス・テクノロジーのiEB-KXU2は、HDMI2.0の入力と出力を4系統ずつ持ちます
• PD-VU19P-2-LSI SOLOは、ユーザーIOを1,778本、FMCコネクタで引き出しています

大きさと電源

• ヒューマンデータのボードは、54×43mmのハーフカードサイズです。XCM-1シリーズはすべてI/Oピンの配置がそろっています
• 特殊電子回路のTKDN_ART7_BRD-2eは72×50mmで、2.54mmピッチのピンヘッダで万能基板に載せられます
• マクニカのSulfurは、SOMが77×118mmで、電源は12V±5%です
• TB-7Z-IAEの動作温度範囲は、0〜+50℃です

値段

• 国内の会社では、ヒューマンデータのXCM-118-35Pが83,600円（税込）、ACM-116L-016が258,500円（税込）⁠で⁠⁠⁠⁠す
• 特殊電子回路のTKDN_ART7_BRD-2eは、97,300円（税別）⁠で⁠⁠⁠⁠す
• AMDのKV260は249.00ドル（MSRP）で、電源は別売りです。国内の販売店で買うと値段が変わります

選ぶときの注意

• FPGAのメーカーで開発ツールが変わります。先に使うFPGAの系統を決めます
• モジュール型は映像や通信の端子を持ちません。周りの回路は自分で作ります
• I/Oの電源を外から入れるボードがあります。電圧を確かめてからつなぎます