Soft-FPGA-TD4

メモ

• Raspberry Pi 5でsoft-FPGAできるかも？
  • Raspberry Pi OSはLinuxなので、pthread mutexに対応している。
  • verilator出力のC++ソースがそのまま動く見込み。
    • pico2のようにmutexを無効化する必要がないと思われる。（未検証）
  • ラズパイ5のsoft-FPGAでLチカ
  • 簡単なので試す価値あり。
• Raspberry Pi OS
  • Linuxなのでリアルタイム処理が弱い。
    • リアルタイム処理にはPREEMPT_RTパッチを適用したカーネルが推奨
    • リアルタイム向けのOS設定
• Raspberry Pi 5でFreeRTOS
  • 高度なリアルタイム要件（マイクロ秒単位の制御）なら、FreeRTOSを検討。
    • ただし、Pi 5のフル機能は制限される場合あり。
  • Raspberry Pi 5向けのFreeRTOS公式サポートはない。
• しかし、もともとsoft-FPGAは遅いので、リアルタイム性を追求する意味はあまりないかも？実験としてラズパイ5で十分である。
• リアルタイム性が高まると実験できる範囲が広がる。
  • DSP処理など。
• pico2の方がsoft-FPGA向きなので依然としてpico2で動く意味はある。
  • pico2の方がGPIOが速い。
  • GPIO低レイテンシと高い応答性
  • pico2の方が安価
  • pico2にはADC(アナログデジタル変換)がある。ADCを用いたsoft-FPGA実験ができる。ラズパイ5にはない。
• pico2のADCを使ったsoft-FPGA実験
  • FIRフィルター実験(リアルタイムDSP処理)
    • Grokに聞いてみた。verilogソースあり。
      • 01-FIR-filter-verilog.pdf
    • pico2のADCで音声帯域の信号をアナログ入力
    • verilogでFIRフィルターを記述
      • まずはLPF(低周波フィルター）
      • 他にはHPF(高周波フィルター）、BPF（バンドパスフィルター）など。
    • pico2 soft-FPGA実行
    • pico2 PWMでデジタルアナログ変換
      • PWM出力ピンにLPF(低周波フィルター）回路を追加
    • LPF出力をオシロスコープなどで確認
• pico2 FreeRTOS
  • 公式サポートあり。pico SDKが使える。
  • 対話的なプログラムを開発しやすい？
    • 自作CPU用の機械語モニタ
  • FreeRTOSの学習に。
• verilogでオセロ作れるか？
  • 調査した範囲では作れそうだ。
  • Grokに聞いてみた。verilogソースあり（未検証）
    • 02-othello-verilog.pdf
  • UI(盤面の表示、指し手の位置指定など)をpico SDK C++で書き、soft FGPAでverilogオセロ部分を実行する。
  • 実は、オセロマシンを作る妄想を昔からしていた。
    • 最初は74シリーズTTLで作る妄想をしていた。
    • 次はFPGAで作る妄想をしていた。
    • C言語で簡単なオセロ対戦ゲームを作ったことはある。
    • 自作CPUを語る会でオセロ対戦の話がでてきて びっくり した！
    • 忘れかけていた青春の妄想が今よみがえる！
    • soft-FPGAで作る 妄想が始まってしまった！
    • 作るでしょ！今ならsoft-FPGAでオセロ作るしかない！
• soft-FPGAの哲学的解釈
  • 速度の違いはあるものの、pico2を隠せば、見た目だけではsoft-FPGAとハードウェアFPGAは区別ができない。
  • 人間に区別できないものは、人間にとって同じということである。

  • 不可知論 によってハードウェアFPGAと同一とみなせる。

    不可知論（ふかちろん、agnosticism）は、
    神や超自然的な存在の有無について、
    知識として確定的な結論を下すことができないとする立場です。
    「知ることができない」という意味です。
    

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