DE0-Nano/Synthesijer

Synthesijer
DE0-Nano

DE0-Nano/Synthesijer †

JavaRock の後継プロジェクトの Synthesijer の synthesijer-20140818.jar と
synthesijer_samples-20140818 を使用し Terasic 社製 FPGA ボード DE0-Nano 上で動作させる手順について記載します。

本稿の大まかな流れ、Quartus のバージョンなど一部項目については DE0-Nano/JavaRock と重複しています。
本稿の大まかな流れは以下のとおりです。

• ホストマシン上の構成
  Windows PC 上に Virtul Machine(Ubuntu 12.04LTS、64bit版)を作成し作業を行います。
  (Ubuntu 12.04LTSのインストールについては本稿では省略します)
  また Windows、Ubuntu 上で使用しているアプリケーションの概要について記載しています。
  
  
• Ubuntu の設定とファイル編集
  Ubuntu上での開発ツールのインストールや、DE0-Nano を動作させるための
  変更点などについて記載しています。
  
  
• DE0-Nano への書き込み
  Synthesijer のサンプルを DE0-Nano 上で実行する手順について記載してます。
  
  

ホストマシン上の構成 †

本稿のホストマシン上の構成について記載します。
使用する OS と主なアプリケーションは以下のとおりです。

また本稿の作業はほぼ Ubuntu 12.04LTS(64bit版)上で行っています。

OS:

• ホストOS: Windows7 (64bit版、以降 Windows と記載します)
  
• ゲスト OS: Ubuntu 12.04LTS(64bit版、以降 Ubuntu と記載します)
  
  

アプリケーション:

• VMware Player (Windows)
  
• DE0-Nano System Builder (Windows)
  
• Quartus II 12.0sp1 (Ubuntu、以降Quartusと記載します)
  
  

VMware Player 上に Ubuntu のイメージを作成します。
ディスク容量は20GBとしています。

DE0-Nano System Builder は Terasic社から提供されている DE0-Nano の qpf(プロジェクトファイル)、
qsf(ピンアサイン等の設定ファイル)を作成するためのアプリケーションです。
また DE0-Nano System Builderは Windows 上でのみ実行可能です。

Quartus は ALTERA 社から提供されている FPGA 、CPLD などのデザイン開発ツールです。

Quartus は Ubuntu 上にインストールします、本稿でのバージョンは12.0sp1を使用しています
これは DE0-Nano/JacaRock で使用しているバージョンとあわせるためです。

Ubuntu の設定とファイル編集 †

Ubuntu の設定とファイル編集について記載します。

開発ツールのインストール †

Ubuntu 上に Quartus をインストールするために以下の開発ツールを
インストールします。

$ sudo apt-get install build-essential ia32-libs

ia32-libs は Quartus の各バイナリが 32bit版のためインストールしています。

下記 Java SE、Synthesijer、Quartus の配置、インストールは /home/beat ディレクトリで
行っていますが、適宜変更してください。

Synthesijer を動作させるために Java SE 7u67 をインストールします。
Oracle の Web ページから Linux 版の Java SE 7u67 をダウンロードしアーカイブを展開します。

$ tar xvfz jdk-7u67-linux-x64.tar.gz

注：Synthesijer のWeb では Java SE 7 and later と記載がありますが
synthesijer-20140818.jar では Java8 で使用するとアノテーションエラーがでるため
Java SE 7u67 を使用しています。

synthesijer-20140818.jar、synthesijer_samples-20140818.zipを
http://synthesijer.sourceforge.net/ からダウンロードします。
synthesijer_samples-20140818.zip は unzip コマンドで解凍します。

$ unzip synthesijer_samples-20140818.zip

Quartus をインストールします。アーカイブを展開し setup を実行します。
以降 GUI に沿ってインストールを行ってください。

$ tar xvfz 12.0sp1_232_quartus_free_linux.tar.gz
$ cd 12.0sp1_232_quartus_free_linux/
$ ./setup

また、この状態で Quartus を起動すると下記のエラーが表示されますので
/altera/12.0sp1/quartus/ 以下に linux64 へのシンボリックリンクを作成します。

$ cd ~/altera/12.0sp1/quartus/
$ ln -s linux linux64

エラー内容

*** The Quartus II software cannot be started because the current platform,
    'linux64', does not appear to be installed in:
    '/home/beat/altera/12.0sp1/quartus'.

/home/beat/altera/12.0sp1/quartus/bin/jtagd: 69: exit: Illegal number: -1

.bashrc の編集 †

作業を行いやすくするため java、synthesijer、quartus の PATH を設定します。
以下の3行を .bashrc の末尾に追加します。

$ vi .bashrc

export JAVA_HOME=/home/beat/jdk1.7.0_67
export PATH=$JAVA_HOME/bin:/home/beat/altera/12.0sp1/quartus/bin:$PATH
export SYNTHESIJER=/home/beat/synthesijer-20140818.jar

udevルールの追加と適用 †

DE0-NanoとUbuntuをUSB接続しプログラミング(イメージの転送)するためのデバイス USB-Blaster を
Ubuntu 上で認識させるため udev (自動的にデバイスファイルの作成や削除を行う仕組み)のルールファイルに
USB-Blaster 用ルールファイル /etc/udev/rule.dにを51-usbblaster.rules を追加します。

また追加のみでは動作しないためルールファイル追加後 udev を再起動します。

$ sudo vi /etc/udev/rules.d/51-usbblaster.rules

SUBSYSTEM=="usb", ENV{DEVTYPE}=="usb_device", ATTRS{idVendor}=="09fb", ATTRS{idProduct}=="6001", MODE="0666", SYMLINK+="usbblaster/%k"

$ sudo udevadm control --reload-rules

参考文献 †

三好　健文(2013) 『インターフェース ZERO No.4 Hello World から始める FPGA 入門』 CQ出版社

更新履歴 †

2014/09/09 文言修正
2014/09/04 構成変更のため項目をページに分割
2014/09/02 項目追加(serial_echo(ToUpper),serial_echo(EchoTest))
2014/08/27 項目追加(led)
2014/08/27 初稿公開