FPGAとは？

FPGAの意味

製造後に回路構成を書き換えられる論理デバイス。ルックアップテーブル（LUT）、フリップフロップ、配線資源、ブロックRAM、DSPブロックなどで構成される。少量生産や仕様変更の多い用途、ASIC化前の検証に向く。

FPGAの具体例

設計フローは、HDLによる機能記述 → 論理合成（ネットリスト生成） → 配置配線 → コンフィグレーションデータ生成、という順で進む。

FPGAは試験でどう引っ掛けられる？

SRAM型FPGAは何度でも書き換えられる代わりに揮発性で、電源投入のたびに外部ROMからコンフィグレーションを読み込む必要がある。アンチヒューズ型やフラッシュ型は不揮発。

FPGAと関連する用語

• ASIC
• HDL
• 論理合成

FPGAが出た過去問

• FPGAの設計フローとして、適切なものはどれか。

  正解：機能の記述 → 論理合成 → 配置配線

  要点：FPGA設計は機能記述→論理合成→配置配線の順に進む

  FPGAの開発では、まずHDLなどで回路の機能を記述し、次に論理合成によってその記述をルックアップテーブルやフリップフロップといった内部素子のネットリストへ変換する。続く配置配線で、そのネットリストを実チップ上のどの素子に割り当て、どの配線資源でつなぐかを決め、書込み用のデータを生成する。この「記述→論理合成→配置配線」の順序は逆転しない。

  出典：平成30年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 am2 問20（IPA）

• SRAM型のFPGAの特徴として、適切なものはどれか。

  正解：回路の書換えが高速に行え、書換え回数に制限がない。

  要点：SRAM型FPGAは何度でも書換え可能だが電源投入時に再設定要

  SRAM型FPGAは、論理と配線の構成情報をチップ内のSRAMセルに保持する方式である。SRAMは何度でも書き換えられるため書換え回数に事実上の制限がなく、書換えも高速に行える。ただしSRAMは揮発性なので、電源投入のたびに外部の不揮発メモリからコンフィギュレーションデータを読み込む必要がある。

  出典：令和1年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 am2 問14（IPA）