SUZAKUについて

SUZAKUとは

SUZAKUは、小型で汎用的な組込みボートコンピュータのシリーズです。組込みボートとしてターゲットシステムに容易に統合できるようにデザインされています。また、SUZAKUボード単体でも、独立した一つのシステムとして動作するのに十分な機能を持っています。

SUZAKUの特長として

  • FPGA
  • Linux

があげられます。

FPGAがハードウェアの開発に高い柔軟性・拡張性をもたらし、OSにLinuxを採用することでオープンソースソフトウェアをはじめとする豊富なソフトウェア資産が利用でき、安定性と開発効率の向上をもたらします。これにより、短納期で低コストな組み込みシステムの開発を実現します。

 FPGA

SUZAKUシリーズでは、FPGAのタイプによりSUZAKU-VとSUZAKU-Sという2種類のタイプを提供しています。

  • SUZAKU-V : Virtex-4FX / Virtex-II Proを搭載し、ハードコアプロセッサPowerPCを採用した高性能なハイエンドタイプ
  • SUZAKU-S : Spartan-3E / Spartan-3を搭載し、ソフトプロセッサMicroBlazeを採用した低価格なスタンダードタイプ

FPGAは、SUZAKUシリーズの最大の特長です。FPGAを用いることで、いままで固定ハードウェアで開発してきた作業の大半をソフトウェアのように行なうことができます。

さらに、最新の製造プロセスを用いたFPGAでは大規模化や低価格化が進み、量産の組み込み機器として価格や機能面でも十分な競争力を持っています。また、機能が固定のこれまでのCPUボードと違い、たとえ同じハードウェアを使っていたとしても、独自の付加価値を付け加えることが可能です。

 Linux

SUZAKUシリーズでは、基本ソフトウェア環境としてLinuxをサポートしています。Linuxをサポートする理由としては、

  • 複雑化する組み込み機器の制御に、Linuxの豊富な機能を使いたい
  • ネットワークサーバとして培われたLinuxのネットワーク機能を組み込み分野でも活用したい
  • 組み込みという比較的敷居が高いと思われている分野でも、多くのプログラマーが慣れ親しんでいる環境を提供し、敷居を下げたい
  • ユーザと一緒にオープンな開発をしたい

などが挙げられます。

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SUZAKUの用途

SUZAKUの適応能力はこれまでのCPUボードをはるかに凌ぎます。FPGAという柔軟なハードウェアをベースに、ネットワークインターフェースを標準搭載しています。さらに、シリーズの中には小型ながら高性能なプロセッサを持ったものもあり、限りない可能性を秘めている次世代組み込みボードと呼べるのではないでしょうか。

応用例へ

拡張ハードウェア: FPGAを用いることにより、いままで難しかった標準インターフェース以外のデバイスと簡単に接続することできます。
ネットワーク: Ethernet(10BASE-T/100BASE-TX)に標準対応。まだネットワーク対応ができていなかった機器にSUZAKUを組み込むだけで、簡単にネットワーク対応が実現できます。

SUZAKUの開発と流れ

SUZAKUの開発にはFPGA開発と組み込みLinuxの開発があります。基本的な流れは以下のようになります。

FPGA開発


準備
作業用PCに開発環境を導入します。
初ブート
作業用PCとSUZAKUをケーブルで接続しブートします。SUZAKU上でLinuxが動作することを確認します。
開発
XilinxのISEやEDKを使用して、オリジナルコアを作成したり必要なIPコアを追加したりして、FPGA書き込みファイルを生成します。
SUZAKUに書き込む
FPGAコンフィギュレーションを行ないます。
終了
これでFPGA開発は終了です。次は組み込みLinuxの開発に移ります。

組み込みLinux開発


準備
作業用PCに開発環境を導入します。
初ブート
作業用PCとSUZAKUをケーブルで接続しブートします。SUZAKU上でLinuxが動作することを確認します。
開発
ツールチェーンや様々なオープンソース開発ツールを利用して、Linux用のプログラムやドライバを作成して、イメージファイルを生成します。
SUZAKUに転送
イメージファイルをSUZAKUに転送します。
終了
これで組み込みLinuxの開発は終了です。

 FPGA開発

SUZAKUではXilinxのFPGAを採用しているので、XilinxのISEやEDKといったツールを使用してFPGA開発をします。ISEはFPGAに必要な論理合成、配置配線、bitファイル等の書き込みツールなど、トータルな開発環境を提供するツールです。EDKはプロセッサや周辺ペリフェラルのソースコードやライブラリが登録されていて、それらをGUI環境下で構築、設定できるツールです。また、EDKにはソフトウェアのコンパイラやライブラリも登録されていて、C言語による開発を行うことも出来ます。

ISE/EDKでFPGAへ書き込むコンフィギュレーションファイルを生成し、JTAG経由でSUZAKUへ書き込み、SUZAKUのハードウェアをカスタマイズすることが出来ます。

 組み込みLinux開発

SUZAKUでは、基本ソフトウェア環境としてLinuxを採用しているので、多くのソフトウェア開発を作業用PC上で行なうことができます。もちろんデバイスに依存する部分などは直接SUZAKU上でテストしなければなりませんが、経験上そのような個所は全体の開発中わずかな比率でしかありません。このため開発時間は短縮され、開発効率が良くなります。

SUZAKU上で開発したプログラムのテストを行なう場合、一般的にクロス開発と呼ばれている手法を使います。開発をしている作業用PC上にSUZAKU用の開発環境を構築し、SUZAKU用にプログラムをコンパイルします。できあがったバイナリはシリアルケーブルはもちろんのこと、ネットワーク経由でも転送できますので短時間でシステム全体のソフトウェアを転送することができます。