FPGAについて勉強したい。
オススメの参考書ってどれ？
こんな要望に応えます。
FPGAを初めて学ぶ方の中には『どうやって勉強を進めていくべきか悩んでいる方』も多いと思います。
今回紹介する本を読めば、FPGAについて体系的に学ぶことが可能です。
そこで今回は、『私自身が早く読むべきだったと感じた5冊』を紹介していきます。
・ディジタル回路設計とコンピュータアーキテクチャ
・わかるVerilog HDL入門
・VHDLによるハードウェア設計入門
・FPGAプログラミング大全 Xilinx編
FPGAの原理と構成
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| おすすめ度 | |
| 価格（参考） | 3,960円 |
『FPGAとは何か』から解説されている貴重な本です。
FPGA関連本のほとんどは、「利用方法」に特化したものとなっています。
そのため、『FPGAの歴史・原理・内部構成』について記載されている本は珍しいです。
第1章 FPGAを理解するための基本事項
第2章 FPGAの概要
第3章 FPGAの構成
第4章 設計フローとツール
第5章 設計技術
第6章 ハードウェアアルゴリズム
第7章 PLD/FPGAの応用事例
第8章 新しいデバイス，アーキテクチャ
FPGAの書込み原理なども記載されており、『今後ハウツーを学んでいく方はより一層の理解を深められる』でしょう。
FPGAの知識が全く無い方は、まずはこの本から読んでみることをオススメします。
ディジタル回路設計とコンピュータアーキテクチャ[ARM版]
| 難易度 | |
| おすすめ度 | |
| 価格（参考） | 5,500円 |
『FPGAを用いてCPUを作れるようになる』参考書です。
FPGAをマスターするなら、実際に使用しなければなりません。
この参考書とFPGA開発キットを用いれば、『簡単なCPUコアを自作する』ことができます。
第1章 ゼロからイチへ
第2章 組み合わせ回路設計
第3章 順序回路設計
第4章 ハードウェア記述言語
第5章 ディジタルビルディングブロック
第6章 アーキテクチャ
第7章 マイクロアーキテクチャ
第8章 メモリシステム
第9章 I/Oシステム
第10章 ディジタルステムの実装
第11章 ARM命令
第12章 C言語プログラミング
また、『もともとは大学の教育資料』であるため、演習問題も載っています。
「実際にFPGAを触って何かを作りたい」と思ってる方にオススメです。
わかるVerilog HDL入門
| 難易度 | |
| おすすめ度 | |
| 価格（参考） | 2,420円 |
『FPGAをVerilog HDLで設計するエンジニア』にオススメの参考書です。
FPGA設計する言語としては、『Verilog HDL』と『VHDL』の2種類があります。
この参考書は、Verilog HDLの解説本として、定番と言われています。
第1章 Verilog HDLの基本文法
第2章 組み合わせ回路の記述
第3章 フリップフロップと応用回路の記述
第4章 同期式順序回路の記述
第5章 Verilog HDLで複雑なシステムを表記する方法
第6章 Verilog HDLとシミュレーション
第7章 論理合成・配置配線とCPLD実装テスト
第8章 Verilog HDLによる記述の注意点とノウハウ
第9章 本格的な応用回路の記述と実装
文法書ではなく、「Verilog HDLを用いたFPGA設計方法」に焦点を当てています。
また、『基礎的な回路の作り方』や『シミュレーション方法』についても記載されており、サンプルコードも豊富です。
Verilog HDLを使用する場合、この本で学ぶことをオススメします。
VHDLによるハードウェア設計入門
| 難易度 | |
| おすすめ度 | |
| 価格（参考） | 2,860円 |
『VHDLの定番入門書』です。
基本回路ごとに1つずつ説明されており、体系的に理解していくことができます。
第1章 ＶＨＤＬ基本構文
第2章 プロセス文
第3章 カウンタの記述とシミュレーション
第4章 データ・タイプとパッケージ
第5章 サブプログラム
第6章 ＶＨＤＬによる回路設計
第7章 ＶＨＤＬによるシミュレーション記述
第8章 ＲＴＬ記述の注意点と高度な文法
注意点として、デジタル回路の知識が無いとスラスラ読み進められないでしょう。
そのため、『デジタル回路の参考書とセットで購入する』ことをオススメします。
VHDLを学んだことない人は、この本で学んでみましょう。
FPGAプログラミング大全 Xilinx編
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| おすすめ度 | |
| 価格（参考） | 4,180円 |
『市販のXilinx FPGAボードを用いて、基礎回路を設計する方法』について記載されている参考書です。
ツールのインストールなども丁寧に説明されています。
第1章 Xilinx開発ツールとFPGAボード
第2章 Vivadoの論理合成を試す
第3章 論理シミュレーションによる事前確認
第4章 ロジックアナライザによる回路デバッグ
第5章 ハードマクロCPUシステム
第6章 ソフトマクロCPUシステム
第7章 基本的なIPの製作
第8章 AXIバス入門
第9章 グラフィック表示回路の設計
第10章 C言語からの高位合成
第11章 高位合成の応用
ただし、「C言語プログラミング基礎レベル」は習得している前提で書かれているため、プログラミング初心者には厳しいかもしれません。
また、XilinxのFPGAボードは別途購入する必要があります。
手を動かしながらFPGA開発を学びたい方にオススメです。
FPGAのオススメ入門書まとめ
今回は『FPGAについて学べるオススメの5冊』をご紹介しました。
・ ディジタル回路設計とコンピュータアーキテクチャ[ARM版]
・ わかるVerilog HDL入門
・ VHDLによるハードウェア設計入門
・ FPGAプログラミング大全 Xilinx編
いかがでしたでしょうか。
FPGAは難しいため、途中で挫折しそうになることが多いです。
今回紹介した本を読めば、勉強のスタートダッシュが上手くいき、順調にFPGAについて理解できます。
気になった本を1冊でも良いので読んで頂き、皆さんのお役に立つことを願っています。
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