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大きな流れ　273

で，じっくり理解してください．すでに論理設計を十
分知り尽くしている方は，読み飛ばしても構いません．

論理設計を始める前に

大きな流れ

●第1歩は入出力インターフェースと内部機能

仕様の決定

　まずは論理設計とはなんぞや，から説明します．
　図1にそのイメージを示します．実現したいディ
ジタル機能について，まず，入出力インターフェース
を明確に定義します．また，内部機能仕様を明確に矛
盾なく定義します．
　論理機能モジュールの例を表1に示します．ロジ
カルに矛盾のない入出力インターフェースや内部仕様
を，早い段階でしっかり規定することがとても重要
で，ここの失敗による手戻りは全体の設計工数に多大
な悪影響を及ぼします．

●仕様が決まった後の設計の流れ

　次に，内部ハードウェアの実現方式（アルゴリズム）
を規定します．ここが最も頭を使うところで，機能面，
タイミング面，経済面（ハードウェア量，消費電力）を
見渡しながら，最適な方式を決定します．

●はじめに

　自分の思い描くシステムを構築するには，ハード
ウェアとソフトウェアの知識と経験が必要です．
　ソフトウェアについては入手しやすいマイコン評価
基板があるので触れるチャンスも多く，多くの方が経
験を積みながら腕を上げていると思います．
　一方，ハードウェアの製作は，一般的には壁が高い
です．アナログとデジタルが混在したミクスト・シグ
ナル型のシステムの場合，アナログ回路なら多くの
ケースは比較的小規模であり，OPアンプやA−D変
換器など市販のICを組み合わせて実現できる範囲に
あるでしょう．
　ディジタル回路（論理回路）側は，汎用マイコンで済
む範囲なら簡単ですが，特殊で高性能かつ高機能な論
理回路が必要になるケースだと一般的に規模が大きく
なります．これをTTLなどの標準ロジックICをた
くさん組み合わせて大量の配線をする職人技で実現す
るのは，今の世の中では現実的ではありません．
　MAX 10は論理設計の経験を積む素晴らしいプラッ
トフォームです．手配線は要りません．RTLコーディ
ングでディジタル回路が完成します．このFPGAを
使って思う存分論理設計して，現実に動作するシステ
ム開発を数多く経験して腕をメキメキ上げていきま
しょう．
　そのためには，何はともあれ論理設計の基礎につい
て学ぶ必要があります．本稿では必要最小限ではあり
ますが，論理設計のキモになるところを解説します．
本書で必要になる知識はすべて網羅していきますの

第4部　論理設計入門

第

章

論理設計を知り，味わい，そして楽しむ

論理設計入門

※ 本稿は，『ARM PSoCで作るMyスペシャル・マイコン（開発編）』

（2014年1月，CQ出版社）の第19章「論理設計入門」の内容に大幅

加筆したものです．

図1　論理設計とは