FPGA マガジン No.18 Google も推す新オープンソース CPU RISC-V づくり(ジーオーオージーエルイーモオスシンオープンソースシーピーユーアールアイエスシーブイヅクリ)

最近注目されている新オープンソース CPU “ RISC-V ”について,ARM などの CPU と比較しながらアーキテクチャについて解説します.後半では MAX10 と Artix-7 の 2 つの FPGA に実装してサンプル・プログラムを走らせたり,カスタム命令を追加してその性能を評価します.

★目次

☆特集 Google も推す新オープンソース CPU RISC-V づくり

●プロローグ なぜ RISC-V が注目されるのか

●第 1 章 これでスッキリ!RISC-V を取り巻く現状

●第 2 章 初めての RISC-V アーキテクチャ

●第 3 章 俺々 RISC-V の仕様検討

● Appendix1RISC-V コアの HDL 記述の実際

●第 4 章 俺々 RISC-V の FPGA への実装

● Appendix2 RISC-V 検証用テスト・プログラムによる動作確認

●第 5 章 俺々 RISC-V のプログラム作成

●第 6 章 俺々 RISC-V へのカスタム命令の追加

● Appendix3 ハードウェア&ソフトウェア開発環境の構築

☆特集関連

● Design Solution Forum へのお誘い

●ソフトウェアとして記述した C をハードウェアとして動かすには

☆最新技術

● Cyclone V SoC 搭載 最新ボード“ DE10-Nano ”登場! (セットアップ編)

●ソフトウェア無線を実現する Xilinx 社の RFSoC 登場

●高性能 FPGA 用電源の課題とディジタル制御電源のメリット

☆技術解説

● MIPI PHY 規格の概要

● Linux 上から大容量 SATA ストレージにダイレクト・アクセス!

● MAX10-FB 基板対応拡張ボードで試す LCD&カメラ

● MIPS 本家から登場 FPGA 実装向けコア“ MIPSfpga ”を動かす

☆コラム

● FPGA ディープラーニング実践懇親会

●“ PDF 版” FPGA マガジンのご案内
●読者プレゼント

CPU の命令セットアーキテクチャ (ISA) をオープンに定義した RISC-V は、学術研究から商用チップまで幅広い採用が進んでいます。本号は RISC-V プロセッサを FPGA 上に実装するという実践的なテーマを中心に据え、ハードウェア記述言語で CPU を「つくる」工程を具体的な設計例とともに示します。

FPGA マガジンは CQ 出版が発行するムック形式の不定期刊行物で、各号がひとつの主題を掘り下げる構成です。本号では RISC-V の基本仕様の読み方からパイプラインの設計、 FPGA ボードへの実装、動作検証までが記事として並びます。 GitHub 上にサンプルコードが公開されているため、手元のボードで再現しながら読み進めることができます。

対象読者は Verilog や VHDL の基礎を理解しており、「 CPU の内部構造を自分の手で確かめたい」というモチベーションを持つエンジニアや学生です。ソフトウェア寄りのプログラマにはハードルが高い内容ですが、 CPU アーキテクチャへの関心がある方にとっては、設計から検証までを一気通貫で体験できる貴重な教材です。