インテル® Quartus® Primeプロ・エディション ユーザーガイド: パーシャル・リコンフィグレーション

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ID 683834
日付 5/11/2020
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ドキュメント目次
ドキュメント目次 x
1. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインの作成 2. パーシャル・リコンフィグレーション・ソリューションIPユーザーガイド A. インテル® Quartus® Primeプロ・エディション ユーザーガイド
1. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインの作成 x
階層型パーシャル・リコンフィグレーション スタティック・アップデート・パーシャル・リコンフィグレーション パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのシミュレーション 1.1. パーシャル・リコンフィグレーション用語 1.2. パーシャル・リコンフィグレーション・プロセス・シーケンス 1.3. 内部ホストのパーシャル・リコンフィグレーション 1.4. 外部ホストのパーシャル・リコンフィグレーション 1.5. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインの考慮事項 1.6. パーシャル・リコンフィグレーション・デザイン・フロー 1.7. 階層型パーシャル・リコンフィグレーション 1.8. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのタイミング解析 1.9. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのシミュレーション 1.10. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのデバッグ 1.11. PRビットストリームのセキュリティー検証 (インテルStratix 10および インテル® Agilex™ デザイン) 1.12. PRビットストリームの圧縮および暗号化 (インテルArria 10および インテル® Cyclone® 10 GXデザイン) 1.13. PRプログラミング・エラーの回避 1.14. PRデザインのバージョン互換コンパイル・データベースのエクスポート 1.15. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインの作成の改訂履歴
1.5. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインの考慮事項 x
1.5.1. パーシャル・リコンフィグレーション・デザイン・ガイドライン 1.5.2. PRファイルの管理 1.5.3. PR領域の初期条件の評価 1.5.4. PR領域に対するラッパーロジックの作成 1.5.5. PR領域に対するフリーズロジックの作成 1.5.6. PR領域レジスターのリセット 1.5.7. PR領域でのグローバル信号の昇格 1.5.8. クロックおよびその他のグローバル配線のプランニング 1.5.9. 内容を初期化したオンチップメモリーのクロックイネーブルの実装
1.5.7. PR領域でのグローバル信号の昇格 x
1.5.7.1. 行クロック領域境界の表示
1.5.9. 内容を初期化したオンチップメモリーのクロックイネーブルの実装 x
1.5.9.1. クロック・ゲーティング
1.6. パーシャル・リコンフィグレーション・デザイン・フロー x
1.6.1. ステップ1 : パーシャル・リコンフィグレーションのリソースの特定 1.6.2. ステップ2 : デザイン・パーティションの作成 1.6.3. ステップ3 : デザインのフロアプラン 1.6.4. ステップ4 : Partial Reconfiguration Controller Intel FPGA IPの追加 1.6.5. ステップ5 : ペルソナの定義 1.6.6. ステップ6 : ペルソナのリビジョンの作成 1.6.7. ステップ7 : ベースリビジョンのコンパイルとスタティック領域のエクスポート 1.6.8. ステップ8 : PR実装リビジョンのセットアップ 1.6.9. ステップ9 : FPGAデバイスのプログラミング
1.6.3. ステップ3 : デザインのフロアプラン x
1.6.3.1. フロアプラン制約の段階的適用
1.6.4. ステップ4 : Partial Reconfiguration Controller Intel FPGA IPの追加 x
1.6.4.1. Partial Reconfiguration Controller Intel FPGA IPの追加 1.6.4.2. Partial Reconfiguration Controller Intel Arria 10/Cyclone 10 FPGA IPの追加
1.6.9. ステップ9 : FPGAデバイスのプログラミング x
1.6.9.1. PRビットストリーム・ファイルの生成 1.6.9.2. パーシャル・リコンフィグレーション・ビットストリームの互換性チェック 1.6.9.3. ロウ・バイナリ・プログラミング・ファイル・バイト・シーケンスの送信例 1.6.9.4. 複数の .pmsfファイルをマージして1つの .pmsfファイルを生成する
1.8. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのタイミング解析 x
1.8.1. 集約リビジョンでのタイミング解析の実行
1.9. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのシミュレーション x
1.9.1. パーシャル・リコンフィグレーション・シミュレーション・フロー
1.9.1. パーシャル・リコンフィグレーション・シミュレーション・フロー x
1.9.1.1. PRペルソナ置き換えのシミュレーション 1.9.1.2. altera_pr_persona_if モジュール 1.9.1.3. altera_pr_wrapper_mux_out モジュール 1.9.1.4. altera_pr_wrapper_mux_in モジュール
1.10. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのデバッグ x
1.10.1. Signal Tap Logic Analyzerを使用したPRデザインのデバッグ
1.11. PRビットストリームのセキュリティー検証 (インテルStratix 10および インテル® Agilex™ デザイン) x
1.11.1. PRビットストリームのセキュリティーの使用ケース (インテルStratix 10および インテル® Agilex™ デザイン) 1.11.2. PRビットストリームのセキュリティー検証の使用 (インテルStratix 10および インテル® Agilex™ デザイン)
1.12. PRビットストリームの圧縮および暗号化 (インテルArria 10および インテル® Cyclone® 10 GXデザイン) x
1.12.1. 暗号化PRビットストリームの生成 (インテルArria 10または インテル® Cyclone® 10 GXデザイン) 1.12.2. ビットストリームの暗号化および圧縮のClock-to-Data比 （インテルArria 10または インテル® Cyclone® 10 GXデザイン) 1.12.3. データ圧縮の比較
1.14. PRデザインのバージョン互換コンパイル・データベースのエクスポート x
1.14.1. PRデザインのバージョン互換データベースのフロー 1.14.2. PRデザインのバージョン互換コンパイル・データベースの生成
2. パーシャル・リコンフィグレーション・ソリューションIPユーザーガイド x
2.1. 内部および外部PRホスト・コンフィグレーション 2.2. Partial Reconfiguration Controller Intel® FPGA IP 2.3. Partial Reconfiguration Controller Intel Arria 10/Cyclone 10 FPGA IP 2.4. Partial Reconfiguration External Configuration Controller Intel® FPGA IP 2.5. Partial Reconfiguration Region Controller Intel® FPGA IP 2.6. Avalon-MM Partial Reconfiguration Freeze Bridge Intel® FPGA IP 2.7. Avalon-ST Partial Reconfiguration Freeze Bridge Intel® FPGA IP 2.8. インテルFPGA IPの生成およびシミュレーション 2.9. インテル® Quartus® Primeプロ・エディション ユーザーガイド : パーシャル・リコンフィグレーションのアーカイブ 2.10. パーシャル・リコンフィグレーション・ソリューションIPユーザーガイド 改訂履歴
2.2. Partial Reconfiguration Controller Intel® FPGA IP x
2.2.1. メモリーマップ 2.2.2. パラメーター 2.2.3. ポート 2.2.4. タイミング仕様
2.3. Partial Reconfiguration Controller Intel Arria 10/Cyclone 10 FPGA IP x
2.3.1. スレーブ・インターフェイス 2.3.2. リコンフィグレーション・シーケンス 2.3.3. 割り込みインターフェイス 2.3.4. パラメーター 2.3.5. ポート 2.3.6. タイミング仕様 2.3.7. PR制御ブロックおよびCRCブロックVerilog HDLの手動インスタンス化 2.3.8. PR制御ブロックおよびCRCブロックのVHDL手動インスタンス化 2.3.9. PR制御ブロック信号 2.3.10. インテルArria 10または インテル® Cyclone® 10 GXデザイン向け外部ホストのコンフィグレーション
2.3.4. パラメーター x
2.3.4.1. エラー検出CRCの要件
2.3.8. PR制御ブロックおよびCRCブロックのVHDL手動インスタンス化 x
2.3.8.1. PR制御ブロックおよびCRCブロックのVHDLコンポーネント宣言
2.3.9. PR制御ブロック信号 x
2.3.9.1. PR制御ブロック信号のタイミング図
2.4. Partial Reconfiguration External Configuration Controller Intel® FPGA IP x
2.4.1. パラメーター 2.4.2. ポート 2.4.3. インテルStratix 10または インテル® Agilex™ デザイン向け外部ホストのコンフィグレーション
2.5. Partial Reconfiguration Region Controller Intel® FPGA IP x
2.5.1. レジスター 2.5.2. パラメーター 2.5.3. ポート
2.6. Avalon-MM Partial Reconfiguration Freeze Bridge Intel® FPGA IP x
2.6.1. パラメーター 2.6.2. インターフェイス・ポート
2.7. Avalon-ST Partial Reconfiguration Freeze Bridge Intel® FPGA IP x
2.7.1. パラメーター 2.7.2. ポート
2.8. インテルFPGA IPの生成およびシミュレーション x
2.8.1. IPコアの生成 (インテルQuartus Primeプロ・エディション) 2.8.2. Freeze Bridge更新スクリプトの実行 2.8.3. IPコア生成の出力 (インテルQuartus Primeプロ・エディション) 2.8.4. インテル® Arria® 10および インテル® Cyclone® 10 GX PR制御ブロックのシミュレーション・モデル 2.8.5. PRペルソナ・シミュレーション・モデルの生成
1. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインの作成
2. パーシャル・リコンフィグレーション・ソリューションIPユーザーガイド
A. インテル® Quartus® Primeプロ・エディション ユーザーガイド

1. パーシャル・リコンフィグレーション・デザインの作成

更新対象:
インテル® Quartus® Prime デザインスイート 20.1
この翻訳版は参照用であり、翻訳版と英語版の内容に相違がある場合は、英語版が優先されるものとします。翻訳版は、資料によっては英語版の更新に対応していない場合があります。最新情報につきまし ては、必ず英語版の最新資料をご確認ください。
パーシャル・リコンフィグレーション (PR) では、FPGAの一部のダイナミック・リコンフィグレーションを行いながら、残りのFPGAデザインは引き続き機能させることができます。複数のペルソナをデザイン内の特定領域に対して定義できます。このとき、その領域以外のエリアの動作には影響を与えません。この手法が効果的なのは、システム内の複数の機能で同じFPGAデバイスのリソースを時分割で共有する場合です。PRにより、より複雑なFPGAシステムの実装が可能になります。

、 インテル® Arria® 10、 インテル® Cyclone® 10 GXデバイスファミリーのPR機能をサポートしています。

図 1. パーシャル・リコンフィグレーション・デザイン
パーシャル・リコンフィグレーションによって、次の利点がフラットデザインにもたらされます。
  • ランタイム・デザイン・リコンフィグレーションが可能です。
  • タイム・マルチプレクシングにより、デザインのスケーラビリティーが向上します。
  • ボードスペースを効率的に使用し、コストと消費電力を低減します。
  • デザインにおけるダイナミック・タイム・マルチプレクシング機能をサポートします。
  • より小さなビットストリームにより、初期のプログラミング時間を短縮します。
  • ライン・アップグレードによりシステム・ダウンタイムを削減します。
  • リモート・ハードウェアの変更が可能なため、システムのアップデートが容易です。
  • パーシャル・リコンフィグレーションのコンパイルフローを簡素化します。

階層型パーシャル・リコンフィグレーション

インテル® Quartus® Primeプロ・エディション開発ソフトウェアでは、階層型パーシャル・リコンフィグレーション (HPR) もサポートしています。複数の親および子のデザイン・パーティション、または複数レベルのパーティションが1つのデザイン内に含まれている場合です。HPRデザインでは、スタティック領域によって親PR領域をインスタンス化し、親PR領域によって子PR領域をインスタンス化します。同じPR領域の再プログラミングは、子および親のパーティションに対して可能です。HPRの詳細な手順については、Partial Reconfiguration Tutorialsを参照してください。

スタティック・アップデート・パーシャル・リコンフィグレーション

スタティック・アップデート・パーシャル・リコンフィグレーション (SUPR) を使用すると、特殊なスタティック領域の定義や変更が可能になります。このとき、すべてのペルソナを再コンパイルする必要はありません。この手法が役立つのは、リスク軽減のためにデザインの一部を変更する可能性があっても、それによりランタイム・リコンフィグレーションが必要にはならない場合です。SUPRパーティションのないPRでは、スタティック領域への変更があった場合は、すべてのペルソナを再コンパイルしてください。SUPR命令の詳細に関しては、Partial Reconfiguration Tutorialsを参照してください。

パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのシミュレーション

インテル® Quartus® Primeプロ・エディション開発ソフトウェアでは、シミュレーション・マルチプレクサを使用したPRペルソナ遷移のシミュレーションをサポートしています。シミュレーション・マルチプレクサを使用して、シミュレーション中にPR領域内のロジックを駆動するペルソナを変更します。このシミュレーションでは、リコンフィグレーション可能なパーティションで生じる変化や中間効果を観察することができます。詳細に関しては、パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのシミュレーション を参照してください。


セクションの内容
パーシャル・リコンフィグレーション用語
パーシャル・リコンフィグレーション・プロセス・シーケンス
内部ホストのパーシャル・リコンフィグレーション
外部ホストのパーシャル・リコンフィグレーション
パーシャル・リコンフィグレーション・デザインの考慮事項
パーシャル・リコンフィグレーション・デザイン・フロー
階層型パーシャル・リコンフィグレーション
パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのタイミング解析
パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのシミュレーション
パーシャル・リコンフィグレーション・デザインのデバッグ
PRビットストリームのセキュリティー検証 (インテルStratix 10および インテル Agilex デザイン)
PRビットストリームの圧縮および暗号化 (インテルArria 10および インテル Cyclone 10 GXデザイン)
PRプログラミング・エラーの回避
PRデザインのバージョン互換コンパイル・データベースのエクスポート
パーシャル・リコンフィグレーション・デザインの作成の改訂履歴

関連情報
インテル® Quartus® Primeプロ・エディション開発ソフトウェアでは、PRデザインのコンパイルを インテル® Agilex™ デバイスに対してサポートしていますが、 インテル® Agilex™ PRビットストリームの生成は未サポートです。
レベル 2 の表題