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Smart-USB Plus製品
 
Smart-USB Plus, Smart-USB Sigma製品の概要

 Smart-USB Plus製品、Smart-USB Sigma製品の概要 

特長 | システム概要 | ハードウェア構成 | ソフトウェア構成 | | 製品構成 | 製品問い合わせ

特長

 つながるFPGAボードです

USB2.0またはUSB3.0で簡単接続し、I/O制御や大規模なデータ転送がすぐにできます.
メザニンコネクタで外部基板と接続し、高速な信号を品質良く扱えます.

■ 制御アプリを簡単にカスタマイズできます

USBプロトコル部分をAPIにして、コーディングを簡素化.
VB.net、LabVIEW、ExcelVBA、C++等で開発・制御できます.

■ 1台のPCから複数のボードを制御できます

USBハブ等を介して、最大127台のボードを制御できます.
200本を超えるI/O制御や、ケーブル等の配線チェック、通信システムの送信・受信など、柔軟に対応できます.

複数の開発プロジェクトに共通のFPGAボードとして適用

プロジェクト毎に必要な回路を別基板化し、それらをFPGAボードに接続することにより、様々なアプリケーションに対応できます.
別基板だけ設計・開発すればよいので、低コスト・低リスク化が実現可能です.

■ 最終製品として再販売も可能です(ロイヤリティ・フリー)

FPGA設計と制御アプリを設計し、ケース等に収容すれば、自社オリジナルの計測・制御機器として再販売ができます.
販売台数が読めない、生産台数が限られている場合などに便利です.

 
 
 
 

【制御イメージ: PCの制御ソフトから、FPGAのコンフィグ、FPGA内部のレジスタ制御やメモリ制御がクリック操作で簡単にできるので、システム開発の強い味方になります】


システム概要

〜FPGAを使いやすくするボードです〜

 FPGA特有のコンフィグ回路や複数の専用電源設計など、新規にFPGAボード設計するには多くの検討項目があり、時間と労力が必要です。基板設計時にFPGAのピンアサインをしても、FPGAツールで実際に設計してみたらピンアサインできないことが判明するなど、意外に落とし穴的な部分が存在します。
すでに完成したFPGAボードなら、購入した日からFPGA設計だけに着目してシステム開発ができます。

プレゼンテーション ->>> Smart-USBのメリット・デメリット

Smart-USB Plus/Sigma製品は、USBとFPGAを基本としたシンプルな構成です。ここにユーザ・アプリケーションに特化したアナログ回路や特殊なコネクタなどを搭載した子基板を追加することで、システム開発全体のコストを下げ、開発リスクの低減ができます。 子基板を入れ替えることで様々なアプリにも対応できるので、システム開発の共通FPGAボードとして各種プロジェクトに対応することができます。 設計資産を効率よく運用でき、コスト・メリットが得られます。

〜 USBプロトコルを意識せずにシステム開発が可能〜

 従来、USBインタフェースを実現するには、USB-IF団体(usb.org)に年間$4,000を支払って、企業ユニークなVenderIDを取得し、USBファームウエアやデバイスドライバを開発する必要がありました。 Smart-USB Plus/Sigma製品は、USBファームウエアやデバイスドライバをすべて提供しているので、導入後、すぐにPCと連携したシステム開発を行えます。

 ユーザ・オリジナルの制御ソフトを開発する場合は、専用APIが用意されているので、レジスタの読み書きやメモリの制御など、専用関数を使ってUSB制御ソフトウエア開発の工数を大幅に低減することができます。VenderIDは当社のIDを無償で利用できます。 

〜USBファームウエアやデバイスドライバのカスタマイズが不要です〜

 右図は、Smart-USB Plus/Sigma製品の基本的なブロック図です。専用のUSBコントローラICと、FPGAが基本部品です。 USBコントローラICとFPGAとのインタフェース仕様(GPIF)を当社独自のプロトコルにしたことにより、FPGAのユーザ回路内で各種メモリ・インタフェース等を自由に構築することができます。 このため、USBファームウエアやデバイスドライバのカスタマイズが不要になります。
 右図 「FPGA回路の例」で示すように、メモリ・アクセスと、レジスタ・アクセスができるので、ユーザ回路とインタフェースしながら、USBファームを変更することなく、様々な機能を実現できます。

〜小規模なFPGAでも多機能な性能を発揮できます〜

 FPGAコンフィグは、USB経由で瞬時に行います。このため、複数のそれぞれ異なる機能を実現するFPGAデータを用意しておけば、必要な機能を必要なときにコンフィグして運用することができます(FPGAマルチブート)。
この機能は、当社製バスアナライザー(iBA-133U2)で実現しています。制御ソフトウエアで各動作モードに切り替えると、対応したFPGAデータがUSB経由で瞬時にダウンロードされ、機能を実現します。

〜外部システムとの接続性を向上〜

シングルエンド信号のLVTTL/LVCMOSと差動信号のLVDSやRSDSを切り替えて運用できる製品や、5V-IOトレラント機能を持つ製品など、特長ある数種類の製品を提供しています。
また、200MHzを超える高速パラレル信号を取り扱うことのできるハイスピードメザニンコネクタ搭載の製品群や、2.54mmピッチのMIL系コネクタを搭載できる製品群など、システムの要求仕様に応じて製品選択ができるように、各種製品を取りそろえています。

<主な適用アプリケーション>

  • ASIC/IP評価・検証、各種システムのデバッグ治具
  • 高速ADボードからの連続したデータ収集(PC計測)
  • 多チャネルAD/DA変換システム
  • 液晶パネル表示、画像処理
  • 各種装置へUSB-IFボードとして組み込み
  • 生産現場での検査機器
  • 各種ユーザ製品のデモ・システム
 
 


<共通ブロック図>



<FPGA回路の例>

白枠内をサンプル回路として供給しています.
”GPIF”部は、USB制御ICとインタフェースするための回路です(FPGA容量の数%を消費するだけです).


 

使い回しのできるFPGAボード


 


<USB2.0対応 Smart-USB Plus製品ロゴ>


<USB3.0対応 Smart-USB Sigma製品ロゴ>

 

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ハードウェア構成
USBコントローラ

Smart-USB Plus製品
サイプレス社 CY68013A (FX2)採用  
USB2.0 HighSpeed(480Mbps)対応(バルク転送サポート、アイソクロナス転送には非対応)
一部の製品はHigh Speed(480Mbps)とFull Speed(12Mbps)にも対応しています。

Smart-USB Sigma製品
サイプレス社 CYUSB3014 (FX3)採用  
USB3.0 SuperSpeed(5Gbps)対応(バルク転送サポート、アイソクロナス転送には非対応)
High Speed(480Mbps)とFull Speed(12Mbps)にも対応しています。

サポートPLD

USB経由でのFPGAコンフィグやボード動作表示など、基板運用に関するサポートを行います。ユーザカスタマイズはできません。

USBポート

Smart-USB Plus製品 】 Type-Bコネクタ または Mini-Bコネクタ 
Smart-USB Sigma製品 】 Micro-Bコネクタ
EEPROM USB VenderID,ProductID, USBファームウエア格納用
FPGA アルテラザイリンクスのSRAMベース FPGAを採用して、何度も書き換え可能な機能を提供しています。
VHDL/VerilogHDL記述のサンプル回路を無償提供しています。すぐにユーザ・オリジナル回路の設計が可能です。
コンフィグROM USB経由でFPGAを瞬時にコンフィグできますが、PCと接続して使用しない場合も考慮して、FPGA用コンフィグROMを搭載しています。プログラムするには、FPGAベンダ専用のダウンロードケーブルを別途ご用意ください。
外部ユーザI/O

78本〜232本のユーザIOを持つ製品を提供しています。
製品により、LVDS/RSDSとシングルエンド信号(LVTTL/LVCMOS)を切り替えて運用できます。

USBコントローラから制御できるI2Cポート(7bitアドレス)。


ソフトウェア構成
USBインタフェース

・バイナリレベルですべてのデータを追加コストなしで提供しています。
・専用APIを提供しているので、ユーザ独自のアプリケーションを構築できます。

※製品ファミリ毎に共通のソフトウエア使用なので、ボード種類を変更しても、制御ソフトウエアを流用することができます。

・デバイスドライバ
・USBファームウエア (当社のVendorIDは "0A2F" です)。

最新のリファレンス制御アプリケーション RefApp7 を無償提供しています。

制御ソフトウエア

サンプル制御アプリケーションソフト(オープンソース[VB,VC++,C++Builder,LabVIEW])
 〜Windows、Solaris、Linuxに対応
・NI社のLabViewソフトウエアにも対応しているので、オリジナル計測制御機器を短期間に開発できます.

Windows 32bit/64bit 両方に対応した新しい制御ソフトウエアを提供しています.
 32bit環境でも、64bit環境でも、従来の制御ソフトウエアよりデータ転送レートが向上します.

・1台のホストPCから、複数台のボード制御が可能です. USBハブを利用して、最大16台までのボード制御ができるサンプル制御アプリケーションを提供しています。


【制御ソフトウエアの内容】
・ 各ボード共通の制御機能
・ 各ボード固有の制御機能
  (I2C制御、オンボードFlashROM書き込み、 FPGA温度モニタ、他)

・ 制御アプリケーションソフトをカスタマイズせずに、
            複雑な動作でもバッチファイル化できるTCLスクリプト機能

対応PC こちらのページをご覧ください。

製品構成

当社の製品には、小規模なFPGAから大規模なFPGAまで、様々な機能を持つ製品があります。製品一覧をご覧ください。 これらの製品に採用しているUSBインタフェース部分を ユーザ基板にドロップインで移植ができます。
当社ではこのUSBインタフェース部分をハードウエアとソフトウエアを組み合わせ、システムIPとして、以下の型番でお客様に提供しています。FPGA応用製品を開発するときにも利用できます。詳しくはこちらのページもご覧ください。

USB-IF団体のusb.orgに年間$4,000支払い、独自VenderIDを取得するよりトータルコストで安くなります。

System-Core2H
または
System-Core3H
USB部分をパッケージ化して、ユーザカスタマイズした基板に適用できるシステムIPです。
ライセンス契約のため、個別に契約書を取り交わさせていただきます。 1種類の製品に対するライセンス契約です。1種類の基板を数多く生産するお客様にコスト・メリットがあります。
詳細はお問い合わせください。
System-Core2L
または
System-Core3L
System-Core2Hまたは3Hを適用したいが、生産台数が少数(20台未満)の場合には、こちらの型番により対応できます。機能はSystem-Core2H/3Hと同じですが、生産台数をライセンス契約書に明記し、その台数あたりの単価を決定して提供する形態です。詳細はお問い合わせください。
※ System-Core2H/Lは、USB2.0対応です。 System-Core3H/L製品は、USB3.0対応です。
製品には、データCD-ROMを標準添付

資料
Smart-USB概要 Smart-USB採用のメリットとデメリット (pps形式) (オンライン表示)
各種製品比較 Smart-USB Plus/Sigma製品ファミリの比較一覧表 (PDF)
技術データベース Smart-USBPlus製品の技術情報を参考にして下さい
USB-IF付きFPGAボードでできること...。
制御ソフトウエア 複数台のボードを1台のPCから制御することができます。
制御ソフトウエアのTCL機能により、簡単なカスタマイズが誰にでもできます。
基本の制御機能  (RefApp7.exeの概要)

 
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