Linuxを使わずにOSレス環境でプログラムを動かす方法 Alte Xilin ra ＆ x 共通 ！ U-Boot を使った ベアメタル・アプリケーションの作り方 石原 ひでみ Hidemi Ishihara ARM コア内蔵 FPGA で走らせる OS は Linux だけではありません．アプリケーションの規模が小さい，またはリアルタイム性が必 要な処理では，OS を使わないベアメタル・アプリケーションを実行することもあります．ここでは Altera と Xilinx で共通で使える U-Boot を使ったベアメタル・アプリケーションの作り方を解説します．ARM プロセッサは，キャッシュを使うために MMU の初期化 が必要になりますが，ここでもキャッシュを有効にして CPU パワーを発揮させます． （a）評価ボード DE1-SoC （b）評価ボード ZYBO 写真 1 DE1-SoC と ZYBO の両方で動作するベアメタル・アプリケーションの作成 1 ベンダ純正 SDK と俺々 Linux ディストリビューション SDK 本書 No.12 の特集と No.13 の記事で，いわゆる俺々 Linux ディストリビューションを構築し，Cyclone V SoC 搭載評価ボード DE1-SoC および，Zynq 搭載評価 ボード ZYBO を動かしてきました．しかし「OS なん ぞいらない！」，「ベアメタル・アプリケーションで十 分だ！」という方もいるでしょう． そこで今回は，FPGA マガジン No.12 の俺々 Linux ディストリビューションで構築したクロス開発環境 （SDK）を使用して，DE1-SoC と ZYBO で動作するベ アメタル・アプリケーションを開発していきます． ● ベアメタル・アプリケーションの欠点 ベアメタル・アプリケーションの欠点と言えば，使 用する全ての制御を自分で行わなければいけない（自 分で作成しなければいけない）ことではないでしょう か．逆に言えば，Linux ディストリビューションはそ の点をカバーするために使用したと言っても過言では ありません． 現実的には，使用する全ての制御を自前で用意する 116 のは大変なので，Altera 社も Xilinx 社もベアメタル・ アプリケーションを作成するためのライブラリを用意 しています．Altera 社の場合は ARM 純正開発環境で あ る ARM DS-5 の Altera Edition（AE） ，Xilinx 社 の 場合は Vivado HLx 環境に Vivado SDK が用意されて おり，ベアメタル・アプリケーションをサポートする 周辺ペリフェラルや両社の IP コアなどのライブラリ が用意されています．それぞれ，自社向けデバイスを サポートするために，Altera 社の場合は“alt_”で始 まる関数が，Xilinx 社の場合は“x”で始まる関数が準 備されています．通常はこれらメーカ製 SDK を使用 して開発していることでしょう． ● Altera ＆ Xilinx 共通開発環境！ 今回は DE1-SoC と ZYBO の両方で動作するベアメ タ ル・ ア プ リ ケ ー シ ョ ン の 開 発 を 行 っ て い き ま す （写真 1） ．両方で動作するソースコードはそれぞれ用 に作成するのではなく，同じソースコードを使用しま す． 同じソースコードと言っても，それぞれのメーカの SDK を使用すると，Cylcone V SoC（以下 SoC FPGA） で作成するときは alt_ で始まる，Zynq で作成する U-Boot を使ったベアメタル・アプリケーションの作り方
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