画像転送装置開発
入力された画像を圧縮して無線IFで出力する画像転送装置をAMD Zynq™ UltraScale+™で実現しました。
基板設計
- 回路設計・A/W
- 高速信号設計
FPGA設計
- 論理設計・RTL
- 検証・タイミング
FPGAの設計・開発および、基板における部品選定、回路設計、基板設計から製造まで一気通貫で対応します。
構想・デバイス選定から論理設計、基板設計、製造・量産、そしてEOL・ディスコン対応まで、
組み込み50年の富士ソフトがFPGA開発の全工程をワンストップで支援します。
FPGAを主体としたハードウェア設計に対する豊富な知見で、小規模〜大規模FPGA開発まで幅広く対応が可能です。RTL設計などの論理設計だけでなくソフトウェア開発・部品調達・基板（ボード）開発も含めたカスタム（実装）まで、ワンストップソリューションとしてご提案いたします。各チップベンダーとアライアンスを組んでおり、大手FPGAベンダーだけでなく、昨今の半導体供給不足で注目されている新しいFPGAベンダーの対応も可能です。
基板開発ではデータ通信や画像データ用の高速インターフェースや、DDRメモリなどのメモリインターフェースに対応したインピーダンスの整合、および電源管理などまとめて対応可能です。
FPGA開発における論理回路設計からコーディング、検証まで一括して対応できる技術力を有しており、皆さまのご要望にお応えいたします。
加えて、基板開発における部品選定から回路設計、基板設計（A/W設計）や製造までも対応が可能です。
富士ソフトはFPGA開発の全工程に対応。設計だけ、製造だけの部分委託も可能です。
EMSを含めたトータルサポートを行います。
要件定義・システム設計から製造・検査まで、一連のものづくり工程に対応可能です。
従業員数・資本金・拠点数など、発注先選定の第一基準となる企業基盤。長期プロジェクトも安心して任せられる体力があります。（※数値・実績値を掲載）
自動車・医療・産業機器・放送・計測・家電。FPGA黎明期から積み上げた業界横断の知見を、貴社の開発に還元します。
開発プロセス全工程の幅（横）と、デバイスや個別業界におけるシステム構築力の深さ（縦）を組み合わせた提案力が本質的な強みです。
マイルストーン管理、品質メトリクス、リスクの早期共有。「当たり前を、確実に」実行するプロジェクト運営で手戻りを防ぎます。
「この工程だけ」のご依頼（点）から、製品を成立させるための開発プロセスの全工程（線）でのご相談が可能です。
そこに、個別業界や各デバイスにおける知見や経験を組み合わせたシステム構築力を掛け合わせた「面」での対応ができるのが富士ソフトの提案力です。
富士ソフトはAltera社（旧Intel社）パートナープログラムの「Member」、
AMD社パートナープログラムの「SILVER」として認定されています。
あらゆる産業機器（装置）開発に加え、世界的な半導体供給不足問題を回避するFPGAのマイグレーション対応、NW課題やCPU課題の解決に導くSmartNICなどHWアクセラレータカードの開発実績もございます。
FPGA/基板の全ての開発工程において対応実績がございます。
個別のご相談も承ります。
大物部品（メイン制御デバイス：FPGA,CPUなど、メモリデバイス：DDRなど、外部インターフェースデバイス：Ethernet,USBなど、電源デバイスなど）の選定を行います。
回路の目的・動作仕様（例：データ処理速度、I/O数）、外部インターフェース（USB、Ethernet、DDRメモリなど）、電源・動作電圧範囲などに基づいて、CADツールで回路図を作成します。
部品間の信号線の配線設計を行います。また、電源・GNDプレーン配置やEMIノイズ対策（デカップリングコンデンサ配置等）、高速信号（DDRメモリや外部インターフェース等）ではインピーダンス制御・配線長マッチングなどを行います。※PCB（Printed Circuit Board）＝基板
PCBメーカーにガーバーデータを渡して生板を製造します。
実装業者（EMS企業など）で生板に部品を実装（はんだ付け、フロー/リフローなど）します。
電源投入・初期チェック（短絡チェックなど）。FPGAなどのプログラム書き込み・動作確認。必要に応じて再設計・修正します。
機能要件を定義し、信号の入出力、信号の接続方式、論理合成に必要な信号の動作概要を論理回路としてまとめます。
論理回路にもとづき、信号の伝達パス、配線構成を明確化し、論理合成に必要な詳細な信号フローや配線情報などの回路設計を行います。
論理合成向けのHDL（Verilog/VHDL）記述で、信号の遷移、配線の割り当て、信号制御、論理合成に必要な論理回路の記述を行います。
記述した論理回路が正しく動作するかHDLのシミュレーションで、信号の振る舞い、論理合成後の機能、信号遷移、配線による影響を検証します。
論理合成後のネットリストで、配線遅延を含む信号遷移、論理合成結果のタイミング、信号の安定性を確認します。
FPGA実機で、差動伝送路など高速信号の品質や論理合成後の挙動、配線品質を実際に確認します。
基板レベルで、差動ペアの信号品質、論理合成による安定性、信号配線の整合性を総合的に検証します。
最終システムで、信号の完全性、論理合成結果の全体動作、配線の最適性、信号の確実な動作を確認します。
| Altera | SoC、Stratix®、Arria®、Cyclone®、MAX®、Agilex™ |
|---|---|
| AMD | MPSoC、Virtex™、Kintex™、Artix™、Spartan™、RFSoC |
| ルネサス | SH系、M系、RX、RE |
| Microchip | ProASIC3 |
| STMicroelectronics | STM32、STM8 |
掲載している実績は組み込み領域で、ソフトウェア・ハードウェア・製造の経験の50年以上、積み重ねてきた富士ソフトの実績（事例）のほんの一部です。当社は自動車制御、医療機器、産業機器、家電（ネットワーク化、IoT化）、放送機器の業界で組み込み受託開発を行ってきました。組み込みソフトウェア受託開発では、CPU/DSP/プロセッサ、開発言語、組み込みOS、ミドルウェアのカテゴリでお客様のご要望にお応えします。このページに掲載していないことでも、当社までお気軽にお問合せください。
入力された画像を圧縮して無線IFで出力する画像転送装置をAMD Zynq™ UltraScale+™で実現しました。
CMOSセンサーおよびLCDを評価するためのPoCをDaVinci(DM365)で実現しました。
PTP4LデーモンとPTP IPを連携させるドライバ開発を行い、PTP制御を実現しました。
FPGAでどのようなことが実現できるのかを、用途別にご紹介します。
FPGA上にCAN Controller、PCIe-DMA-Controller、Ethernet MACなどの通信IPを実装し、プロトコル変換・データ中継をハードウェアで高速に処理。基板側ではRS-485やCAN、光I/Fなど複数インターフェースを1枚のボードに集約し、高速信号のインピーダンス制御や配線長マッチングを行います。
LVDS Video、CameraLink、CoaXPressなど複数のカメラインターフェースをFPGAに接続し、画像のキャプチャ・前処理（フィルタ、2値化、γ補正、FFTなど）をハードウェアで並列処理。DDRメモリとの高速アクセス制御もFPGAが担い、必要な画像データだけを上位CPUやAIプロセッサへ渡します。
PWM生成やエンコーダ入力処理をFPGAロジックとして実装し、モータ制御のコア部分をハードウェア化。AXI/AHB/APBバスを使ってCPUと連携しつつ、Modbus TCPや各種産業用通信を同一FPGA上で処理することで、装置全体を1ボードで完結できるアーキテクチャを構成します。
SATA/SAS/SDカードなどのストレージコントローラをFPGAに実装し、DDRメモリと組み合わせてバッファリングすることで、大容量データをロスなく記録。ストレージ切り替えや冗長構成も、FPGAロジックで柔軟に制御します。
AGCやFIR/IIRフィルタ、FFTなどの信号処理ロジックをFPGAに実装し、生体信号や画像データをリアルタイムに処理。基板設計ではノイズ対策や電源設計を含め、医療機器向けの信頼性を意識したレイアウト／部品選定を行います。
自動車・モビリティ機器向けに、FPGAでカメラやレーダーの高速I/Fを集約し前処理を行い、CAN／LIN／Ethernetゲートウェイやメモリ制御、車載グレード基板設計まで一括対応します。
企画・デバイス選定の上流から、設計のみ・製造のみ・検証のみ・評価のみなどの部分委託まで、どの工程からでもご依頼可能です。
規模・要件により異なりますが、小規模な機能開発から大規模システムまで対応実績があります。まずは概算お見積りをご相談ください。
Altera、AMDだけでなく、その他、Lattice、Microchip等の各FPGAベンダーのデバイスにも対応しています。詳細は、デバイス別対応実績をご確認いただくか、お気軽にお問い合わせください。
可能です。既存の設計資産を最大限活用したマイグレーションで、短納期の置き換えに対応します。詳細はマイグレーションページへ。
可能です。設計はFPGA設計・基板設計ページ、製造はEMSページでそれぞれ詳細をご確認いただけます。
FPGA開発・基板開発の委託をご検討中の方へ。対応工程と体制、事例、費用・期間の目安をまとめた資料をダウンロードいただけます。
FPGA/基板受託開発 サービス紹介資料をダウンロードする
「探している組み込み製品」も「相談したい組み込み開発」も、まずはこちらから。
“こんな製品はないか”、“見積もりがほしい”、“この技術は対応できるか”、“詳しい実績が知りたい”——質問だけでも結構です。
お急ぎの場合も迅速に対応します。
富士ソフトでは、FPGA受託開発以外でも、様々な業界における開発ソリューションや組み込み製品を多数そろえております。
FPGA（Field Programmable Gate Array）は、Programmable Logic Device（PLD）の一種で、名前の通り現場で再構成可能なゲートアレイ構造を持つプログラマブルLSI（集積回路）です。並列処理や高速信号処理に適したアーキテクチャを備えており、CPUでは対応が困難な信号処理や装置のカスタム制御を、専用回路として柔軟かつ短期間で実現できるのが特長です。
同じProgrammable Logic Deviceとしては、CPLD（Complex Programmable Logic Device）があります。CPLDは少数ゲートの制御向けで、FPGAは多数ゲートのデータ処理・並列演算向けであり、柔軟性と高性能を兼ね備えたデジタル回路設計のための半導体デバイスです。
FPGAは、よく比較されるASIC（Application Specific Integrated Circuit）やASSP（Application Specific Standard Product）と比較して短期間でコスト効率よく開発を行えるため、幅広い用途で利用されています。
FPGAは「同じ構造が碁盤目状に大量に並ぶ」デバイスです。中心は論理セル（LUT＋フリップフロップ）、それらを結ぶ配線網、入出力のI/Oブロック。そこにメモリやDSP、クロック網、高速トランシーバやハードIPが加わります。
FPGAの中核をなすのが、論理ブロック（CLB）です。各CLBには、基本的な論理演算を行うLUT（ルックアップテーブル）、演算結果を一時的に保持するフリップフロップ、簡単な演算処理用の加算器などが内蔵されています。ユーザーは、これらを組み合わせて加算器・減算器・カウンタ・ステートマシンなど様々な機能ブロックを構築します。
CLB同士をつなぐのが、配線リソースです。FPGA内には、膨大な数の金属配線とスイッチマトリクス（切り替え回路）が配置されており、これらを設定することで、各論理ブロックを好きなように接続できます。この柔軟な配線構成のおかげで、ユーザーは論理回路構成を自由自在に再設計できるようになっています。
FPGAには、内部メモリとしてデータの一時保存やキャッシュとして使用されるメモリブロックが組み込まれています。これにより、高速なデータアクセスが可能になります。FPGAの内部メモリ（Block RAMなど）は容量が限られているため、大量データを扱う場合は外部メモリが必要で、高速かつ大容量のメモリとして主にDDRメモリが使われます。DDRメモリには、DDR1〜DDR5など、世代が進むごとに高速化・低消費電力化した種類があります。
代表的なロジックブロックの中身としては、まずLUT（ルックアップテーブル）があります。LUTは「入力の組み合わせに対して、どんな出力を出すか」をあらかじめ記憶しておく小さなメモリのようなもので、FPGAの設定（コンフィギュレーション）時にこのLUTの中身を書き換えることで、回路の動作を変更します。次に、信号の値をクロックごとに保持するフリップフロップ（FF）が用意されています。このほか、どの信号を使うか切り替えるマルチプレクサや、加算器を効率よく作るためのキャリーチェーンなども、ロジックブロックに組み込まれています。これらのロジックブロック同士を、FPGA内部の配線リソースでつなぎ合わせることで、ユーザーが設計したデジタル回路が形になります。
汎用的な命令を順番に実行するコンピュータの中枢で、OSやアプリケーションを動かす計算エンジンです。内部構造は固定され、処理内容はソフトウェアで変えることが前提です。開発が容易で汎用性に優れますが、基本的には逐次処理が得意で、並列度はFPGAほど高くありません。
本来は画像描画用に設計された多数の演算ユニットを持つプロセッサで、大量のデータを並列に処理するのが得意です。行列演算やベクトル演算に強く、近年は機械学習や科学技術計算にも利用されます。内部構造は固定で、FPGAのように回路そのものは変えられませんが、CUDAなどで比較的柔軟にプログラミングできます。
特定用途向けに設計された専用ICで、量産前に論理回路を決めて固定するため、後から書き換えることはできません。その代わり、性能や消費電力、チップ面積を用途に最適化しやすく、大量生産時のコストメリットも大きいのが特徴です。FPGAは柔軟性、ASICは専用最適化とコスト効率で使い分けます。
特定の機能や用途に特化して設計された標準品ICで、USBコントローラや通信チップなどが代表例です。ASICと異なり一社専用ではなく、誰でも購入して使える汎用の専用チップです。内部機能は固定のためFPGAのような自由度はありませんが、設計不要で高い信頼性とコストパフォーマンスを得られます。
音声・画像・センサー信号などのデジタル信号処理に特化したプロセッサです。乗算加算を高速に繰り返すよう最適化されており、CPUより効率よくフィルタ処理やFFTを実行でき、FPGAよりもソフトウェアでの開発がしやすい点が特徴です。
CPUコアとフラッシュメモリ、RAM、タイマや通信IF、A/Dコンバータなどの周辺回路を1チップにまとめた「小さなコンピュータ」です。決められたハードに対してC言語などでソフトウェアを書いて動かす点がFPGAとの大きな違いで、低消費電力かつ低コストで扱いやすく、家電から産業機器まで幅広く利用されています。
FPGA設計では、HDLを用いて回路の動作を記述します。代表的なHDLには、VHDL、Verilog HDL、SystemVerilogがあります。HDLでは、組み合わせ回路に加えて、クロックで値を保持するフリップフロップ（レジスタ）からなる順序回路を記述します。
設計する回路の動作を詳細に記述します。特にフリップフロップ境界（レジスタ境界）を意識したパイプライン設計が、最終的な動作周波数と安定性を左右します。
記述したHDLのコードをシミュレーションツールで実行し、動作を検証します。シミュレーションにより、設計段階での誤りを早期に発見し、修正することが可能になります。
検証が完了したHDLコードを、論理合成ツールを使用してFPGAに適した形式に変換します。論理合成により、抽象的な記述が具体的なゲートレベルの回路に変換されます。
論理合成された回路をFPGA内に配置し、必要な配線を行います。このステップでは、FPGAの物理的な制約を考慮しながら、最適な配置と配線が行われます。
論理合成および配置と配線が完了した回路をFPGAに書き込み、実際のハードウェアで動作を確認します。この段階で、実装された回路が期待通りに動作するかを最終確認します。
VHDLは1980年代に米国防総省によって開発され、IEEE標準（IEEE 1076）として広く採用されています。
Adaプログラミング言語に似ており、非常に厳密で冗長な構文を持ちます。これにより、コードの可読性と信頼性が高まります。
データ型の明確な宣言が必要で、設計時のエラーを早期に検出できます。
複雑な設計を管理しやすい構造化されたモジュール設計や、抽象度の高い設計記述が可能です。
Verilogは1980年代にGateway Design Automation社によって開発され、1995年にIEEE標準（IEEE 1364）として採用されました。
Cプログラミング言語に似た構文を持ち、学習曲線が緩やかで、設計者にとって使いやすいです。
VHDLに比べて型付けが柔軟で、特に簡単な回路やプロトタイプの迅速な設計に向いています。
イベント駆動型のシミュレーションをサポートしており、タイミング解析やシミュレーションが効率的です。
FPGA開発・基板開発の委託をご検討中の方へ。対応工程と体制、事例、費用・期間の目安をまとめた資料をダウンロードいただけます。
FPGA/基板受託開発 サービス紹介資料をダウンロードする 「探している組み込み製品」も「相談したい組み込み開発」も、まずはこちらから。
“こんな製品はないか”、“見積もりがほしい”、“この技術は対応できるか”、“詳しい実績が知りたい”——質問だけでも結構です。
お急ぎの場合も迅速に対応します。
