「MAX 10 NEEK」でストップウォッチを開発し、内蔵メモリから起動する：MAX 10 FPGAで学ぶFPGA開発入門（11）（5/10 ページ）

アルテラのFPGA「MAX 10」を搭載した開発ボード「MAX 10 NEEK」にはLEDやフラッシュメモリなどの各周辺機器が備えられている。今回はLEDを使ったストップウォッチを開発し、内蔵メモリから起動する。

[大原 雄介，MONOist]

「光るLED」を「ストップウォッチ」に

　さて、これだけでは何の意味も無いので、これをストップウォッチに仕立ててみたい。0秒から99.9秒まで測定できるものだ。

　まずはタイマーを追加する必要がある。ということでQSYSに戻り、新たに"Processors and Peripherals" → "Peripherals" → "Interval Timer"を選んで追加する（Photo08）。この際に、irqの線をCPUとつなぐ事を忘れない様に。デバイスを追加するとアドレスが変わるので、再び"Assign Base Address"を呼んでアドレスを再配置してからGenerate HDLでHDLを再生成。その後にQuartus IIに戻り、コンパイルを行ってからProgrammerで書き込み直すところまでの手順は先ほどと同じである。

Photo08:ちなみにPeriodは1msにしたが、10msでも良かったかも。それ以外はデフォルトのままである。名前は"ONE_ms_Timer"とした

　さて、次はNIOS IIのプログラムである。連載第7回で既に言及したが、NIOS IIではSystem Timer（Interval Timer）を追加することで、Alarm機能とTimeStamp機能を排他的に利用できる（FPGAのソフトコアCPUをベンチマークで測定する：タイマーの組み込み）。

　第7回で利用したのはTimeStampだが、今回はAlarmを利用してみたい。Alarmは名前の通り、指定した時間にCallback Routineの起動が可能である。要するにTimerを利用した割り込み機能だ。割り込みそのものはalt_irq系の関数が用意されているのだが、こちらはMicro C/OS-II環境（Photo07で、"Hello World"の上にある選択肢）でないと利用できないので、今回は見送った。

　さてそんなわけで、Alarmを使ってみることにする。まずはEclipseでstopwatch_bpsのコンテクストメニュー → "Nios II" → "BSP Editor..."を指定してBSP Editorを起動し、ここで"sys_clk_timer"に"One_ms_Timer"を選択する。これが終わったらGenerateを押してBSPを生成、stopwatch_bsp自身を再ビルドする。プログラムは、以下List 4の様に書き換えた。