公開日：2025年04月03日
| 更新日：2025年04月17日

ルネサス製品ForgeFPGAの評価ボードを使ってロータリエンコーダを動かしてみた

ライター：Hideyuki Naruhashi
プロセッサー

背景

日頃より、現在ご使用中のCPLDをもっと安価で低消費電力のICに置き換えたい、または、GreenPAKよりもう少しだけ容量があるといいのにな、、といったお客様はForgeFPGAにきっとご興味を頂けていると思います。しかし、開発環境の立ち上げから始まり、評価ボードを実際にどうやって動かしたらよいかわからないので、ちょっと検討は後で。。と思われているお客様もおられるかと存じます。そのようなお客様に向けて、ForgeFPGAはこんなに簡単に開発環境を立ち上げることができ、評価ボードを動かせるんだというクイックなスタート方法をご案内できればと思い、本技術記事を作成致しました。

製品概要

ForgeFPGAとは。

ルネサスエレクトロニクス社がローエンドFPGA市場に参入するために打ち出した製品ファミリです。10Kゲート以下のロジックを必要とするアプリケーションに向けて、低消費電力かつ低価格なFPGA製品群を、順次ご提供していく予定です。その第一段階として、1K個のルックアップテーブルの製品が24年6月に正式リリースされました。

★強み・特徴★

従来のCPLD、ローエンドFPGAに比べてForgeFPGAは

①低コスト、②低消費電力、③開発費用、書き込み費用が一切不要

が大きな強み・特徴となります。

・URL　 SLG47910 – 1K LUT ForgeFPGA | Renesas

次に、内部ブロック図を見ていきましょう。

50MHzのオシレータやPLLを内蔵していることに加え、384kBのOne Time Programメモリ（OTP）を内蔵しており、FPGAの接続情報やマクロセルの設定といったデータをIC内部のメモリに格納しています。発振器やコンフィグレーションメモリなどは、従来のFPGAでは外付け部品として必要だったものですが、ForgeFPGAはこれらを内蔵することで、BOMコスト低減を実現します。

開発ツール

ソフトウェアとハードウェアの必要な環境は下記の通りです。

＜ソフトウェア環境＞

・Go Configure Software Hub ・・GUIエディタ。ファイル生成やVerilogコーディング用

・Icarus Verilog　　　　　・・波形シミュレーション用アプリ（ GTKwave ）

・サンプルコード　　　　　　・・ルネサスが提供するサンプルプログラムまたは、 Git Hubのフリーソフトプログラム

＜ハードウェア環境＞

・SLG7EVBFORGE　・・ForgeFPGA評価用ボード

・モバイルPC

SLG7EVBFORGE Renesas / Dialog | Mouser Japan

開発環境の事前準備（必要ツールのインストール）

１．Go Configure Software Hubをインストールしよう

開発環境であるGo Configure Software Hubを下記をクリックしてインストールしましょう！

Go Configureソフトウェアハブ | Renesas ルネサス

ディスクトップに↑のアイコンが表示されればインストール完了です。

なんとライセンス費用等、一切不要です！

２．Icarus Verilogをインストールしよう

次にIcarus Verilogをインストールしましょう。こちらは、ForgeFPGAで作ったプログラムをシミュレーションする際の

GTKwave立ち上げ時に必要なソフトウェアになります。

Icarus Verilog for Windows (bleyer.org)

Webにジャンプしたら、下記の赤枠をクリックしインストールを進めてください。

Icarus Verilogをインストールの際の注意事項は下記の通りです。

開発環境の立ち上げ

さあ準備が整ったら、いよいよ開発環境GUIを立ち上げましょう！

まず下記の①のアイコンをクリックしてください。すると、Go Configure Software Hubが立ち上がります。

ここで②、③、④の順にクリックしてください。ForgeFPGAのICであるSLG47910（RevBB）を選択できます。

更に進めると下記のような表示になりますが、赤枠の番号をどんどんクリックして進めてください。

VDDを設定する画面が登場しますが、N/Dの右横の矢印の上を押すと最大値に変化しますので、順番にN/Dをすべて最大値に設定ください。

完了すると赤枠の⑦のようになります。ここで⑧の通りOKをクリックします。

すると下記のような開発画面GUIが現れますので赤枠の⑨をクリックしてください。

下のGUI画面に移行すれば開発環境の準備は完了です。

このGUIはForgeFPGAのprogram（Verilogコードになります。）を実際に書込みや、シミュレーションを動作させる画面になります。

ここまでが、ForgeFPGAの開発環境準備の説明となります。

ロータリエンコーダをシミュレーションしてみよう！

さて、次はロータリエンコーダをシミュレーションしてみましょう！

このロータリエンコーダのプログラムはルネサスのライブラリ（モジュールライブラリ）で提供されております。

（現状、全部で33個あります。今後もどんどん増える予定です。）

では、早速モジュールライブラリを使ってみましょう。下図の番号の順番にクリックを進めると、ライブラリから、ロータリエンコーダのサンプルコードを得ることができます。まずは左上の赤字①のようにモジュールライブラリをクリックし、次に中央の②のQuadrature　Decoder（名前が少々異なりますが、こちらがロータリエンコーダになります）を選択します。最後に③のセレクトを押します。

すると下図のような画面が出てきますので、④のセレクトを押します。

そうしますと、下図の中央左の赤枠①のように、デコーダとデコーダtbが各々ソース上に出来上がります。

ここで左上の②のセーブボタンを押し、左下の③でシンセサイズ、④ジェネレートビットストリームのボタンをクリックしてください。

無事にコンパイラが通れば、右上の⑤のシミュレートテストベンチをクリックし、最後に⑥のデコーダtbを選択し、シミュレートボタンを押してください。

すると、下記のようなGTKWaveのシミュレーション画面が立ち上がります。ここで、下記の赤枠①②の順にクリックすると、③のステータスが現れます。ここから、必要なパラメータを取り出します。今回必要なものとして、赤枠④の通り、入力となるA相のa、B相のb、出力となるcountを選択します。続いて⑤の虫眼鏡ボタンをクリックすると、⑥のようにシミュレーション波形を得られます。