FPGAにマイコンを作り込むメリット

質問

現在は、H8を使っています。
最近では、FPGAにマイコンを作り込むのが流行りのようで、
雑誌などや、デバイスメーカーの研修でも人気のようです。
私も知っておこうと、デバイスメーカーの研修に参加したり、
本の特集などを読んだりしました。
しかし、今ひとつFPGAにマイコンを作り込む嬉しさがわかりません。
どのようなメリットがあるのか教えていただければと思い、質問しました。

メリットとしてよく上げられている点
・マイコンチップのディスコンがなくなる。
　　　C言語で作成しているので、仮にディスコンがあっても、
　　　類似品種への乗り換えは、割に容易だと思います。
・必要な周辺モジュールが自由自在に組め、数も追加できる
　　　確かにこれは便利だと思います。
・ピンアサインが自由
　　　さしたる不便は感じていません。
・マイコンに比べて、高速な処理
　　　確かにこれはメリットだと思います。

私が感じているデメリット
・ツールの操作が複雑で煩雑、コード生成に時間がかかる
　　　マイコンのCコンパイラなら、F9ボタンを押してから、せいぜい5秒もあれば、
　　　コンパイル終了ですが、FPGAの場合は　あの調子でとても時間がかかります。
　　　また、IPをカスタマイズして実際に使えるようにするまでに、あちこちの
　　　ツールを起動して、たくさんの手順がかかるようです。
・チップ単価
　　　比べることもなく、その差歴然のチップ単価
・コンパイラ性能が劣る
　　　ツールとしてまだ未成熟で、バグも多々あるようです。
　　　Cの標準関数でさえ、持っていなかったり、簡易版だったりするようです。
・デバッグ環境に不満

回答No.2

noname#230359

ソフトを作っている人から見ると使いにくいくて、メリットがないと思われてもしょうがないかもしれませんね。

しかし、それは全体から見たら一部のことです。
現在はＨ８ですんでいるかもしれませんが、もう少し複雑な回路になったらいかがでしょうか。
１）ＦＰＧＡを使わなくてはならない時は、ＣＰＵをＦＰＧＡ内部に作ったほうが、安価になる場合もあるでしょう。
２）多品種の場合、コアになるところをＦＰＧＡを主として構成し、ハードは共通化する。機能のアレンジはＦＰＧＡのソフトで対応する。結果として生産コストをダウンする。
３）他社から内容を見えなくする

用途によってメリット／ディメリットが違うので、その場に適した使い方をすることが大切だと思います。

補足

こんにちは。コメントありがとうございます。

>現在はＨ８ですんでいるかもしれませんが、もう少し複雑な回路になったらいかがでしょうか。
はい、そんな時は、迷わずFPGAを使うことにしています。
なんとかマイコンで・・・と頑張ったこともありましたが、適いませんでした。
ほとんどの場合が、マイコンでは処理が遅くて間に合わないときに登場です。
人間とのインタフェイスにはマイコン、実際のデータ処理にはFPGAという感じです。

>３）他社から内容を見えなくする
確かにそうですね。大きく納得です。
マイコンもFPGAもファームウェアそのものは読み出し出来ませんが、
両者を渡る線を解析すれば、システムの動作がわかってしまうかも知れませんね。
特にマイコンをマルチチップモードで動かしてFPGAと接続した場合などは・・・・。確かに。
ありがとうございます。
これは大きな収穫です。

>用途によってメリット／ディメリットが違うので、その場に適した使い方をすることが大切
はい、わたしもそれは同意です。
世の中に絶対はないので、各人の都合や目的がその判定基準になると思います。

ありがとうございました。

回答No.1

noname#230359

はじめまして。
FPGAプログラム設計経験１年の若輩者です。

FPGAはデジタル回路設計におけるメリット、特に各段入出力信号特性の
考慮が求められる回路設計では”嬉しい”です。

2強のシェア争いによるマーケティングで注目されていますが、
H8などマイコンの土俵で比較されるとまだまだ弱いですね。

アルテラ社HPより　（ご存じかもしれませんがご参考までに。）
http://www.altera.co.jp/b/fpga/fpga-index.html

＞複数ch取込みのフィルタとかの場合でしょうか

はいそうですね、並列処理など。

あとは特段たいした話ではないのですが、
オールハード構成による画像処理の回路設計時にTTL、CMOSの使い分けノウハウ構築や
各種H,LレベルのI/F整合（メンドクサイ…）等の付帯調査作業に時間ばかり掛かってましたので。
ただ、マイコンボードで行うよりも圧倒的に楽で完成度も良でした。

補足

ありがとうございます。
私は、マイコンもFPGAも、しかもハード設計もソフト設計もやっています。
要は何でも屋さんですが、何もできない屋さんでもあります。(^^;
マイコンは少し長いですが、FPGAは同じく1～2年くらいの初心者です。
毎日FPGAばっかりというワケではないので、覚えて忘れの繰り返しです。

>FPGAはデジタル回路設計におけるメリット、特に各段入出力信号特性の
>考慮が求められる回路設計では”嬉しい”です。
ありがとうございます。
これは例えば、複数ch取込みのフィルタとかの場合でしょうか。
確かに、マイコン単体では同時取り込みはできないですから、FPGAに軍配ですね。
また、マイコンでは入出力遅延一定の処理も苦手です。割り込み処理が原因だったり。
マイコンは、1つのことしかできないけど、FPGAは複数の並列処理ができる。
こんなとき、FPGAの出番ですよね。
でも、マイコンをFPGA内に取り込まないと実現できない、というわけではないみたいです。

件のURLのところは知っていましたが、ASICとFPGAの優劣比較みたいで、
マイコンとは対決していないようです。

どうも、ありがとうございました。