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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、配線長合わせ、および 電源管理など細かいチューニングも高精度で対応いたします。
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富士ソフトはIntel社IPA (Intel® Partner Alliance) の「Titanium Partner」、AMD社パートナープログラムの「SELECT CERTIFIEDメンバ」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。
基本設計から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。 ※図の赤枠がハードウェアの開発領域となります。
一般的な開発プロセスに対してのFPGA/基板開発対応領域
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行程が可能です。
基本設計
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。
詳細設計
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。
コーディング
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。
機能検証
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。
タイミング検証
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。
動作検証
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。
総合検証
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。
システム検証
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。
部品選定、部品調達
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。
回路設計
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。
配線設計（PCBレイアウト）・A/W設計
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
基板製造
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。
部品実装
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。
掲載している実績は組込み領域で、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込み受託開発を行ってきました。組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。
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AMD Alveo BittWare HiTech Global TUL
FPGA（Field Programmable Gate Array）は、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、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の基本的な構成要素であり、プログラム可能なロジックゲートを含みます。これにより、設計者は必要な論理回路を柔軟に実装できます。
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。 【参考】 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、いくつか種類があり、DDR1、DDR2、DDR3、DDR4 、DDR5 など、世代が 進むごとに高速化・低消費電力化しています。
外部デバイスとのインターフェースを担当するブロックです。これにより、FPGAはさまざまな外部デバイスや信号とのやり取りが可能になります。
ミニコラム
年々、高い効率性が求められるようになっているFPGA設計において、AXIが重要な役割を果たしています。AXIとは、Advanced eXtensible Interfaceの略で、ARMが策定したAMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）の一部。 バスプロトコル（インターフェースの仕様）で、特に高速・高帯域幅なデータ転送に向いています。
パイプライン化
分離チャネル
高い拡張性
FPGA開発でよく出てくるAXIバスは、主に以下のように使われます。
■FPGA内のIP間接続
■FPGA⇄プロセッサ接続
■DDRメモリコントローラIPとの接続
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とVerilogがあります。VHDLは、大規模で複雑なシステムの設計に適しており、航空宇宙、通信、軍事などの分野で広く利用されており、Verilogは、デジタル回路のプロトタイピングやASIC設計に広く使用されており、特にシリコンバレーなどのハイテク企業で人気があります。
設計する回路の動作を詳細に記述します。
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。
論理合成とは検証が完了した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することです。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。
FPGAは、柔軟性と再プログラム可能な特性を持ち、さまざまなデジタル回路設計に対応できます。CPU、ASIC、ASSP、CPLD(Complex Programmable Logic Device)、GPU、マイクロコントローラ(マイコン)など、それぞれ異なる特性と用途を持つデバイスと比較されますが、FPGAの強みはその汎用性とカスタマイズの自由度、迅速な開発が可能な点などにあります。またHDL、特にVHDLを使用することで、高度なデジタル回路を効率的に設計し、シミュレーションと検証を通じて高品質な製品を実現できます。FPGAの柔軟性を最大限に活用することで、設計の自由度と市場の変化への適応力が大幅に向上します。
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おり、以下のような特徴があります。
VHDLは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。
VHDLは強い型付けを特徴とし、データ型の明確な宣言が必要です。これにより、設計時のエラーを早期に検出できます。
VHDLは、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）として採用され以下のような特徴があります。
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。
Verilogは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。
Verilogは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。
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