コグノスケ

Arty A7のFPGAを書き換える方法

目次: RISC-V

いつもArty A7-100を書き換えるときSPI Flashの型番を忘れるので、手順と一緒にメモしておきます。

もしLinuxを使っている場合は、Vivadoをインストールしたディレクトリの下にudev用ルールがありますので、/etc/udev/rules.d/にコピーします。

$ cp \
Vivado/2023.2/data/xicom/cable_drivers/lin64/install_script/install_drivers/52-xilinx-ftdi-usb.rules \
Vivado/2023.2/data/xicom/cable_drivers/lin64/install_script/install_drivers/52-xilinx-pcusb.rules    \
Vivado/2023.2/data/xicom/cable_drivers/lin64/install_script/install_drivers/52-xilinx-digilent-usb.rules \
/etc/udev/rules.d/

# コピーした後はリロード

$ sudo udevadm control -R

Arty A7にはXilinx Artix-7 (XC7A100TCSG324-1) というFPGAが搭載されています。XilinxのFPGAを扱うにはVivadoというツールが必要で、このツールを使うためには有料ライセンスが必要です。が、FPGAに回路を書き込むだけなら無料で使用可能なLab Editionが使えます。起動したらOpen Hardware Managerを選択します。

Xilinx Vivado Lab Edition起動画面

Open TargetとAuto Connectを選択します。PCにボードを複数接続している場合は、Arty A7が選ばれるとは限らないので、Open New Targetを選択してウィザードを進める必要があるかもしれません。

Open Target

通常FPGAの回路はFPGA内のRAMに書かれるため、揮発性つまり電源を切ると消えます。しかしConfiguration用のSPI Flashに回路を書くと、次回以降のボード電源投入時にFPGAがSPI Flashから自動的に回路をロードしてくれる仕組みです。

Configuration用のSPI Flashに書き込むには、Vivadoに対してボード上のSPI Flash品番を教える必要があります。Add Configuration Memory Deviceを選択しましょう。

Add Configuration Memory Device

Arty A7のSchematics（回路図）を見るとInfineon TechnologiesのS25FL128Sという型番のSPI Flashが搭載されているようです。VivadoのSearchボックスに型番を途中まで入れると、それらしい選択肢が表示されます。

Arty A7搭載のSPI Flashの型番

VivadoのSPI Flash型番サーチ

Configuration Memory Deviceを追加出来たら、Program Configuration Memory Deviceを選択します。ダイアログに回路データ（*.mcs）ファイル名を入れて、FPGAの回路をボード上のSPI Flashに書き込みます。

回路データの書き込み

書き込みには数分掛かるはずです。回路データを書き込んだら、ボードの電源を一度切って再投入しましょう。書き込んだ回路データが反映されるはずです。