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こんにちは！
この記事では、以下のような疑問にお答えします。
読者の方組み込みの仕事でFPGAを扱うことになった。ソフトの経験しかないけど、どこから学べばいい？
ぼくFPGAの仕組みから、ハードウェア記述言語のVerilog HDL、実機を使った設計まで、段階別に厳選した6冊をご紹介します。
この記事の内容
この記事では、FPGAについて学びたい方向けの本を紹介します。
FPGAは、購入したあとに中身の回路を書き換えられる半導体チップです。通信機器や画像処理、AIの推論処理など、ソフトウェアだけでは速度が足りない場面で使われ、組み込みエンジニアの中でも専門性の高いスキルとして評価されています。
まずFPGAの仕組みをつかむところから、Verilog HDLの書き方、実機を使った設計まで、段階別に厳選した6冊を紹介します。
- FPGAがなぜ速いのかが仕組みからわかる
- Verilog HDLで回路を書けるようになる
- 開発ツールと実機を使った設計の流れが見える
この記事を書いた人
それでは、中身に入っていきましょう！
ぼくFPGAの設計は、プログラムを書く感覚とは少し違います。「上から順に実行される」のではなく「回路が同時に動く」と考えるのがコツです。最初にデジタル回路の基本を押さえておくと、HDLの理解が一気に進みます。
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まずFPGAの仕組みをつかむ
FPGAの原理と構成
FPGAの内部がどのような部品で構成されているかを、基礎から解説した一冊です。
論理を作る仕組みや配線のつなぎ方など、FPGAが書き換えられる理由が分かります。
教科書的な構成で、なぜFPGAが特定の処理に強いのかを根本から理解できます。
FPGAの仕組みをきちんと押さえておきたい人におすすめです。
回路図で学べるFPGA入門 回路図は読める人のためのHDLガイド
回路図による設計とHDLによる設計を、並べて比較しながら解説した入門書です。
VHDLとVerilog HDLの両方が登場するので、言語ごとの書き方の違いもつかめます。
ディジタル回路に初めて触れる人でも、図を手がかりに読み進められます。
回路図からFPGAの世界に入りたい人におすすめです。
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Verilog HDLで回路を書く
改訂新版 わかるVerilog HDL入門
ポチップ
ハードウェア記述言語Verilog HDLの定番の入門書です。
文法を一つずつ解説し、ほかの入門書では手薄になりがちな書き方にも触れています。
論理回路の基本を知っていれば、そのまま設計の書き方を身につけられます。
Verilog HDLを体系的に学びたい人におすすめです。
改訂新版 ディジタル回路とVerilog HDL
ディジタル回路の基礎から、Verilog HDLでの記述までをつなげて学べる一冊です。
論理回路を学んだことがない初心者を想定して書かれています。
回路の考え方と言語の書き方を同時に身につけられるので、ソフトウェア出身者に向いています。
電子回路の知識がほとんどない人におすすめです。
開発ツールと実機で設計する
FPGAプログラミング大全 Xilinx編 第2版
Xilinx（現AMD）のFPGAと開発ツールVivadoを使った設計を、実践的に解説した一冊です。
開発環境の準備から、回路の記述、シミュレーション、実機での確認までの流れを追えます。
実際の開発でつまずきやすいツールの使い方まで扱っており、現場に近い形で学べます。
実機を使ってFPGA開発を始めたい人におすすめです。
超入門！FPGAスタータ・キットDE0で始めるVerilog HDL
ポチップ
評価ボードを使って、手を動かしながらVerilog HDLを学べる一冊です。
LEDの点灯のような小さな回路から順に作っていくので、達成感を得ながら進められます。
使っているボードは古いため、手元の環境に合わせて読み替える前提で使うのがよいでしょう。
HDLの本を読んでも理解が進まなかった人におすすめです。
さいごに
今回は、FPGAについて学びたい方におすすめの本を紹介しました。
まずは自分の段階（仕組みを知りたい、HDLを書けるようになりたい、実機で設計したい）に近い本から手に取ってみてください。
1冊読み終えたときには、FPGAで何ができて、どう作るのかを自分の言葉で説明できるようになっているはずです。
ではまた！
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