はじめに

はじめまして、新人のくらみぃです。
私は主になみぃと一緒に FPGA 関連の記事を担当することになりました。
制作実習中にわからなかったこと、疑問に思ったことを中心に、
FPGA に関する様々な記事を書いていきたいと思いますので、よろしくお願いします。

今回の制作実習では、インテル（旧：アルテラ）の Cyclone® IV FPGA （EP4CE10E22C8）を使用しました。

今からちょうど1カ月前、制作実習に関する簡単な説明を受け、右も左もわからない状態から制作実習が始まりました。

2 週間経ったある日、1 つの疑問がわきました。
「FPGA ってたくさんピンがあるけど、何をどのピンに配置すればいいのだろう…」
先輩に質問したところ、アルテラの Web サイトを見ればわかると教わり、さっそく調べてみました。。

Quartus® Prime を用いたピン配置の解説

まず インテルの Web サイトで、 Support & Resources にある DOCUMENTATION をクリックします。

More Device Documentation 欄の Pin-Outs をクリックします。

今回使用している EP4CE10 を見ると PDF と Excel のファイルがありました。私は Excel ファイルをダウンロードしてみました。

ファイルを開くと、どのピンがどういう機能を持っているかがすべて書かれているではありませんか…！
このシートを見ると専用ピンやユーザー I/Oとして使用可能なピンが一覧で確認できるのでわかりやすいですね。

今回は 144 pin のデバイスを使用しているので、E144 欄に記載されているピン番号と Pin NAME / Function 欄を見比べることで、
どのピンにどのような機能があるかがわかります。 例えば下図の例ですと 6 番ピンは I/O となっており、
ユーザーの好きな機能を配置することが出来ます。

また 14 番ピンには、 nCONFIG という機能があることがわかります。

nCONFIG とは、LOW → HIGH と遷移させることによってコンフィギュレーションが開始される機能のピンで、コンフィギュレーション関連ピンの一つです。
このほかにも、nSTATUS や DCLK 、 DATA0 などコンフィギュレーションに必要なピンがどこにあるのか確認できます。

ちなみに、下図の赤枠部分のチェックボックスでフィルタリングをかけることもできます。

これで FPGA のどのピンがどのような役割を持っているかがわかったので、ピン配置を進めることができ、一段落です。

では実際に Quartus Prime を使ってどうやってピン配置していけばいいのか…
また、使わないピンはどうすればいいのか…
次回はそんな疑問の解決方法を紹介します。
「FPGA ピン配置　後編」もぜひご覧ください。