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カメレオンＵＳＢ SPA3の特徴
- Cypress EZ-USB FX2LP(CY7C68013A-56) + XILINX Spartan3A(XC3S50A)。
- FX2LPのFIFOとFPGAは基板内部で直結され、300Mbps超の速度でPCとFPGA間でデータ転送可能。
- ＵＳＢ接続なのでノートＰＣでも利用可能で場所を選ばず、別電源不要。
- FPGAのコンフィグレーションはPC側のアプリからＵＳＢ経由（1秒未満）で行う。（専用の書き込みハード不要）
- EZ-USBのファームウエアとFPGAのロジックはＰＣ側の個別アプリケーションが必要に応じてダウンロード。基板の接続先を変えるだけで様々な目的に使用出来る。（これがカメレオンの由来です）
- 開発ツール（Microsoft Visual C++、XILINX ISE）が無料で入手可能。
- Spartan3Aの作動信号を含む41本のＩＯ、5万ゲートのロジックが自由に使用可能。
- FPGA内部のブロックRAMが54Kbitあるので、USB転送のバッファとして使用することでデータの取りこぼしを軽減。
- FX2LPの供給する12MHzクロックをFPGAのDCMで使用可能。
- Spartan3Aは作動信号を含む3.3V/2.5V/1.8V/1.5Vと多彩な標準I/O規格に対応しており、またホットスワップやホットソケットなど柔軟な電源管理が可能。
- Spartan3Aにはデバイスに固有な57bitのID(Device DNA)が書き込まれており、これを使用することで複数のカメレオンUSB
SPA3を認識したり、ロジックやアプリケーションのセキュリティーに使用可能。
- PCB内にユニバーサルエリアを設けてあるので、簡単な回路を基板上で組みことが可能。
- 標準的なファームウエアや、シンプルで使いやすいライブラリがソースコードで提供されているため、ユーザのアプリケーション開発の効率化が図れる。
- ＵＳＢ、ＶＨＤＬ、Verilogの学習に最適。
- キットの価格は4980円。
カメレオンＵＳＢ SPA3のコンセプト
アルテラMAX2 CPLDを使用した「カメレオンUSB FX2」はおかげさまで、幅広い支持を受けました。しかし、CPLDであるがため、作動信号が扱えなかったり、ブロックRAM、PLL（DCM)が無いなどの不満がありました。
「カメレオンUSB SPA3」では、PCのフロントエンドとして動作することを前提にすることで、従来のFPGAボードに必要だったコンフィグレーション用のフラッシュメモリや、FX2LP用のシリアルROMを不要にしました。一般的にCPLDよりFPGAの方が高価ですが、従来の「カメレオンUSB
FX2」と同価格の\4980（キット）を実現しました。
特定用途機器や趣味・研究開発で高速なデジタルデータを簡単に扱うために「カメレオンUSB
SPA3」を開発しました。
FX2LPとFPGAでデータを収集して、PCの高性能なCPUでデジタル処理を行うことで様々な可能性が開けることと思います。
謝辞
カメレオンＵＳＢ SPA3は下記のＨＰで提供される情報、あるいは無償のソフトウエアを使用させて頂いております。
ありがとうございます。この場を借りてお礼を申し上げます。