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インテル® Quartus® Prime 開発ソフトウェアの v17.1 から、高位合成ツールであるのインテル® HLS コンパイラが標準搭載されました。この HLS コンパイラは、無償で使用することができます。追加費用なしで使用できる環境の構築について紹介します。

内容

1. Windows® 環境における必要なツール


2. ツールのインストール


3. 環境変数の設定


4. サンプル・プログラムを使用した動作確認



1. Windows® 環境における必要なツール

HLS コンパイラを使用する場合、インテル® FPGA の論理設計に必要な Quartus® Prime の他に、C++ コンパイラが必要です。HLS コンパイラを使用して、インテル® FPGA の開発をするには、以下の開発ツールが必要です。

Quartus® Prime(v17.1 以降)

インテル® FPGA の開発ツールである Quartus® Prime には 3つの Edition があります。HLS コンパイラは、以下のすべてのQuartus® Prime の Edition で使用可能です。Quartus® Prime(v17.1 以降)をインストールすると、自動的に HLS コンパイラもインストールされます。

  • Quartus® Prime Pro Edition(有償)
  • Quartus® Prime Standard Edition(有償)
  • Quartus® Prime Lite Edition(無償)


Quartus® Prime のエディション比較 (インテル)

HDL シミュレータ

HLS コンパイラにてハードウェア記述言語(HDL)を生成後、論理検証のために RTL シミュレーションがバック・グラウンドで実行されます。Quartus® Prime の他に、ModelSim® などのシミュレータのインストールも必要です。HLS コンパイラにてサポートされている HDL シミュレータは、以下のとおりです。

  • ModelSim® - Intel® FPGA Edition(有償)
  • ModelSim® - Intel® FPGA Starter Edition(無償)
  • Mentor® Graphics 社 ModelSim®(有償)


Mentor® Graphics 社 ModelSim® のサポート・バージョンは、Quartus® Prime のリリースノート内 「EDA Interface Information」をご覧ください。

C++ コンパイラ

HLS コンパイラがサポートしている C++ コンパイラは、以下のとおりです。

  • Microsoft® Visual Studio 2010 Professional(有償)
    ※ 最新版はサポートされていません。(2018年4月現在)


しかし、有償版をお持ちでない方にも朗報です!無償版 Microsoft® Visual Studio 2010 Express でも動作しました。正式なサポートではありませんが、無償版 Microsoft® Visual Studio 2010 Express のインストール手順を紹介します。
(無償版 Microsoft® Visual Studio 2010 Express は正式サポートではないため、マシン環境によっては正常に動作しない可能性もあります。メーカのサポート対象外となりますので、お客様ご判断のもとご使用ください。)

2. ツールのインストール

Quartus® Prime / ModelSim® - Intel® FPGA Edition

Quartus® Prime や ModelSim® - Intel® FPGA Edition のインストール・データのダウンロードやインストールについては、こちらをご覧ください。

インテル® FPGA ツールのダウンロード方法
インテル® Quartus® Prime & ModelSim® - Intel® FPGA Edition のインストール方法

Microsoft® Visual Studio 2010 Express

Microsoft® の Web ページから、Visual Studio 2010 のインストール・データをダウンロードしてみましょう。
無償版 Microsoft® Visual Studio 2010 Express のインストール・データをダウロードするには、アカウントの作成と Visual Studio Dev Essentials への参加(無償)が必要になります。

無料の開発者ソフトウェアとサービス Visual Studio

上記リンク先にアクセスして、"無料アカウント" にてアカウント作成後、"今すぐ参加" ボタンにより、Visual Studio Dev Essentials に参加します。

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Visual Studio Dev Essentials
  1. 下記リンク先にアクセスし、Visual Sutdio 2010 Express と入力して、絞り込み表示します。
    https://my.visualstudio.com/Downloads?q=visual%20studio%202010&wt.mc_id=o~msft~vscom~older-downloads

  2. Visual Studio 2010 VC Express の Download ボタンを押し、ダウンロードを開始します。
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Microsoft® Visual Studio 2010 Express
  1. ダウンロードした en_visual_studio_2010_vc_express_web_installer_x86_516528.exe をダブルクリックするとインストーラが起動します。"次へ" ボタンを押します。
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セットアップへようこそ

4. ライセンス条項の確認後、"同意する" にチェックを入れて、"次へ" ボタンを押します。

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ライセンス条項

5. オプションはデフォルトのまま "次へ" ボタンを押します。

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インストール オプション

6. インストール・フォルダもデフォルトのまま "インストール" ボタンを押します。

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コピー作フォルダー

7. "終了" ボタンを押し、インストール終了です。

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セットアップが完了しました

無償版 Microsoft® Visual Studio 2010 Express には 64bit 版コンパイラが含まれていないため、64bit コンパイラをインストールします。(有償版 Microsoft® Visual Studio 2010 Professional 使用時は、下記手順は必要ありません。)

  1. 下記リンク先にアクセスし、Download ボタンを押します。
    Microsoft Windows SDK for Windows 7 and .NET Framework 4 (ISO)
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Microsoft® ページ

9. "GRMSDK_EN_DVD.iso" にチェックを入れ、Next ボタンを押します。

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ダウンロードするファイルの選択
  1. ダウンロードした GRMSDK_EN_DVD.iso を解凍します。

  2. GRMSDK_EN_DVD.iso により展開された GRMSDK_EN_DVD\Setup\vc_stdamd64 を開きます。
    vc_stdamd64 フォルダ内の vc_stdamd64.msi をダブルクリックして、インストールを開始します。
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vc_stdamd64.msi の実行
  1. GRMSDK_EN_DVD.iso により展開された GRMSDK_EN_DVD\Setup\vc_stdx86 を開きます。
    vc_stdx86 フォルダ内の vc_stdx86.msi をダブルクリックして、インストールを開始します。
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vc_stdx86.msi の実行
  1. GRMSDK_EN_DVD.iso により展開された GRMSDK_EN_DVD\Setup\WinSDKBuild を開きます。
    WindSDKBuild フォルダ内の WinSDKBuild_x86.msi をダブルクリックして、インストールを開始します。
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WinSDKBuild_x86.msi の実行

これでインストールは終了です。
続いて環境変数の設定を行います。

なお、Visual Studio のアンインストールについては、下記リンク先をご覧ください。
Visual Studio のアンインストール

3. 環境変数の設定

HLS コンパイラを使用する場合、いくつかの環境変数の設定が必要です。インストール環境にあわせて設定します。新規で追加が必要な環境変数は、以下の 3つです。

  • IHCROOT
  • VC_INSTALL
  • LM_LICENSE_FILE


パスの追加が必要な既存の環境変数は、以下の 5つです。

  • VC100COMNTOOLS
  • PATH
  • INCLUDE
  • LIB
  • LIBPATH


すでに環境変数が存在する場合は、新規作成は必要ありません。

1つずつ環境変数の設定を行うのは大変なので、バッチファイルを用意しました。バッチファイル内のパスを環境にあわせて編集して使用してください。(環境変数がない場合は新規作成してください。)

ihc_setup__1.bat

環境変数設定用のバッチファイル

なお、このバッチファイルは、バッチファイル実行した時に起動したコマンド プロンプト内でのみ設定した環境変数が有効になります。

  1. ihc_setup.bat を右クリック ⇒ 編集を選択します。

  2. 下記 4行を環境にあわせて編集します。
    6行目:
    IHCROOT
    Quartus® Prime インストール・フォルダ内 hls フォルダのパス
    8行目:
    VC_INSTALL
    Microsoft® Visual Studio 2010 Express インストール・フォルダ
    10行目:
    LM_LICENSE_FILE
    Quartus® Prime と ModelSim® - Intel® FPGA Edition など HDL シミュレータのライセンス
    17行目:
    PATH
    HDL シミュレータの実行ファイルまでのパス
    下記例では、ModelSim® - Intel® FPGA Starter Edition の実行ファイル(vsim.exe)が保存されているフォルダ
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ihc_setup.bat ファイル

※ 環境変数のパスにて %変数名% は、その変数に格納された値を ihc_setup.bat から参照しています。

  1. その他のすべてのパスを確認します。

  2. ihc_setup.bat を上書き保存し、ファイルを閉じます。


準備が完了しました。HLS コンパイラが動作するサンプル・プログラムを使用し、確認してみましょう!

4. サンプル・プログラムを使用した動作確認

HLS コンパイラ用のサンプル・プログラムが Quartus® Prime のインストール・フォルダ内にあります。サンプル・プログラムを使用して、動作確認します。

  1. サンプル・プログラムのコピー
    下記フォルダから任意の作業フォルダへコピーします。
     Quartus® Prime インストール・フォルダ\hls\examples\counter

    上記フォルダには、3つのファイルが存在します。
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サンプル・プログラムのファイル
  1. コマンド プロンプトの起動
    環境にあわせて編集した ihc_setup.bat をダブルクリック、もしくは 右クリック ⇒ 管理者として実行 を選択します。

    編集した環境変数の設定されたコマンド プロンプトが起動します。
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コマンド・プロンプトの起動
  1. コピーした counter フォルダ(作業フォルダ)へ cd(Change Directory コマンド)を使用して移動

  2. build.bad を実行
    build.bat を実行すると text-x86-64.exe が生成されます。

  3. test-x86-64.exe を実行
    test-x86-64 を実行し、"PASSED" と表示されれば、セットアップができています。
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test-x86-64.exe の実行

counter.cpp では 0 ~ 99 までカウントした値を queue に保存して、カウント結果と比較しています。結果がすべて一致すると PASSED と表示されます。

これで Windows® マシンで HLS コンパイラが使えるようになりました!



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