エッジAIへの道 FPGA(CPLD)体験勉強会 Intel DE10-Liteいじってみよう

イベント内容

趣味の電子工作の世界としてはぶち抜けてるFPGAを体験しませんか? エッジAIにつながる勉強会だと思うんです・・・・


GCPでクラウドでなんか学習させるのもAIなんですけど、
モノに組み込んでオリジナルなエッジAI作ってワンチップでやってみたいって人もいませんかね・・・
、 GPUも一つの選択肢・・・ですけど、ワンチップでなんか作るならFPGAじゃない?
GPUと違って熱出さないし実用ではこっちの方が話題だよね・・・と
GPUともう少し違う切り口でFPGAもいいんでない・・・
でもC言語でないし、お試しで買うのは高いし・・・何台もお貸しできるほどお安くないし・・・・

FPGAというのはANDとかORとかのようなデジタル論理素子を開発環境上(PC上) で組み合わせ設計して、それを書き込むと設計者の目的に沿ったLSIの試作品が出来上がるチップです。
(何のこっちゃ・・・と思うかもしれませんね。説明しにくい^^ とにかく自分専用のオレオレ論理回路部品を好きなように作れる不思議なチップです。世間ではこれでAIの推論機つくろうって話が普通にされています。)

話題になって久しいのですがFPGAはすごくハードウェア屋さんの領域によっているガジェットです。だからソフトウェア技術者には敷居が高く見えるようです。
でもね。ハードとソフトにまたがる知識がこれからのブレークスルーに重要だと思うのです。てかIOTってそういうもんじゃないですか。。。だからしばらくソフトウェア技術者である私は勉強してました。
ちょっとしたハンズオンで一日講座行ってもなかなかわかるもんでない・・とわかった。しかしものすごい可能性秘めてる。
勉強したくてもFPGAのハードベンダーや商社の入門講座は5万円とか普通。個人のこれから挑戦する人にはとにかく内容もコストもハードル。


でもね IoT寺子屋にくれば一日でわかったような気になって一人でFPGA触れるようになる・・・そういう会にします。



Intel社のFPGAに限定しますが(個人でややしょぼいPCでもなんとか開発できるからです。Xillinx社のボードは重い)
AI実装まで一気にとはいきませんが使い方と回路の書き込み方くらい理解できるように
配置配線とかソフトCPUなどのXillinx社製品とも共通な概念をしっかりご説明しながら 実際に開発の流れと回路書き込みを体験できるお安い講座を実施します。

ご参加の方でのちに自分のPCからINTELのボードを買って
今回の勉強で試した回路のソースコードを書き込めるように
事前にIntelの無償版開発環境QuartusPrime-liteというソフトをインストールしていただきます。

開発途中はボードがなくても操作できて練習及び実際買うとしたらこんな風に開発するのか・・・という イメージつかむのによいので
まだそこまでFPGAで開発するかわからないという方もできればいったんインストールして
ご自分のPCで体験してください。
(=インストールしたくない。11GBくらいあるので重そうだしという人は来て座学になります  講師のパソコン見ながら順番に触ってもらうなどはなるべくやってみますが、結構手を動かしていろいろ作る予定です。)
今回は私のFPGA/CPLDボード2つ(MAX10チップのDE10-LiteとCQ出版で作成されたMAX5チップで作られたやや貧弱なボード)を みなさんにお貸ししながら進めます。
だいぶつまずきながらではありますが高額の外部講座にいろいろ自腹でいって頭ひねりながら理解したのでソフトウェア技術者が理解しずらそうなところは押さえてるのでないかと思います。たぶん初心者がほんとに入門するなら僕のとこ来た方が安くてわかりやすいです^^
以下のようなタイムテーブルで勉強会します。(資料の構成は微妙に違うのと参加者の理解によって進みは結構ばらつきます)

【ハンズオンの説明/実習アジェンダ】

■場所 銀座線田原町至近(浅草エリア)のレンタルスペース なごむ

■Timeスケジュール

時間 内容
11:00 - 11:30 受付&各自のPCにデバイスドライバ(usb-blaster)導入
11:30 - 11:35 主催者&参加者の自己紹介
11:35 - 13:00 本日の講座のカバー範囲の説明
・FPGAなにがうれしいの
・FPGAチップとボードの違い
74部品ポトリベタリで設計演習
・1:スライドスィッチとLED連携
・DE10-Liteの端子と接続先
・某MAX5ボードの端子と接続先
FPGA開発フローまとめ
13:00 - 14:00 お昼休憩
 近くで食べてこられても、お持ち込みお弁当などもOK
14:00 - 16:30 ・デジタル回路速習 組合せ回路
74部品ポトリベタリで設計演習
・2:スライドスィッチ(2進数)を10進化して7SEG表示
・デジタル回路速習 順序回路
・演習:タイミングチャート
74部品ポトリベタリで設計演習
・3:タイマー使ってLEDウェーブ作ろう
・ソフトコアプロセッサとハードコアプロセッサ(お話だけ・・・Microblaze/NiosⅡ/RISC-V)

※なお17時まで延長が可能なように場所は借りています。16:30目標に進めていきます。追加ご質問などはお受けできますし、時間足りなかったらある程度メールでも後日も含め、質疑応答します。

マシンは二台です(二人で機械同じののぞき込むのは控えますが書き込みの時だけ繋ぎ変えます)

【今回利用する開発ボードDE10-LITEについて&ボードお持ちいただける方は優待します。】

DE10-LITEというのは台湾のTerasicという会社が出しているボードで
intel(旧Altera)のFPGAボードではかなりよく売れていていくつか日本語での書籍も出てます。

値段は13000~15000円くらい。(学生さんならもっと安く買える)
7SEGとかスライドスィッチとかタクトスィッチ、LED、加速度センサなどがたくさん仕込まれていて
Arduinoと同じピン配置のGPIOがついてます。
(ArduinoUNO用のシールドがとりあえず乗ります=使えるようにするにはArduinoよりはハードル高いけど)

これに対してXillinxのFPGAの主流のボードはPyNQとかハードウェア記述以外のところはPythonでいじれたりして一見簡単そうなものもあるんですが、そもそも開発環境が重いし、入門機でもARMマイコンと密接につながった(だから性能はいいんだけど)SoCというチップを採用してるので勉強しずらい。・・・のです。

今回はDE10-LITEともう一つ私が所有してるちょっと変わったMAX5というスペックが少し劣るチップのボードを二つお持ちします(このMAX5のボードはFPGAチップが外せます。開発したものを自分の工作に組み込めます。名前がわからないですがCQ出版さんの講座に行ってお土産でもらえました。)。
どちらのボードでも開発のイメージが同じになるように資料を作ります。というよりどのFPGAチップやボードも同じに見えたら参加者が開発フローを理解したということだと思います。

ほんとうは参加者みなさんに一台ずつ同じハードをお貸しして体験してもらえればいいのですがそうもいかないのでハード所有している方は優遇します。ほかの参加者に貸していただけるという前提で。
お持ちいただくボードはSoCでない(FPGAのみの)チップのものであればDe10-Liteでなくても構いません。千円お引きします。もし買ってしまったけど使いこなせてない・・・という方いたらまさに優遇する参加者です。
(事前に機種教えてください・・・。端子にどんな部品がつながってるか調べます。MAX5かMAX10が助かります。開発環境がMAX2だと古くて対応してないので。またあまりに高性能な機種はこっちも使いこなせないかもというのと壊したら絶対弁償できないので遠慮します^^)

注意事項

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