製品
マルチプロトコル通信コントロールIP
概要
OKIアイディエスのマルチプロトコル通信コントロールIP（MPI-IP）は、HDLCインターフェース（BOP）、文字同期インターフェース（COP）、ASYNC（調歩同期）インターフェースをFPGAで実現し、製造中止の汎用通信LSIの代替を支援します。
NEC製µPD72001とのソフトウェア互換を備えており、既存ソフトウェア資産を活かした代替が可能です。さらに、FPGAメーカー固有のライブラリに依存しない完全RTL設計により、幅広いFPGAデバイスに実装できます。
汎用通信LSIの製造中止や部品の枯渇にお困りの方、長期供給が不安な方に向けて、OKIアイディエスがLSIを代替するFPGAのみならず、基板開発まで含めた技術支援をご提供します。
開発が完了した機器の継続生産や、過去に開発した設計資産の流用で、こんなお悩みはありませんか？
- 既存の通信LSIが製造中止となり、部品の確保に困っている
- µPD72001の代替をソフトウェア変更なしで実現したい
- 開発が完了した機器の保守部品が入手しづらく、装置延命に課題がある
- HDLC、文字同期、調歩同期など複数の通信方式をまとめて扱いたい
- 既存装置をFPGA化して、長期供給や保守性向上を図りたい
- 1回線版や複数回線版など、用途に応じた構成で実装したい
MPI-IPとは？
MPI-IPは、BOP、COP、ASYNCの各種通信方式に対応した通信制御IPです。
µPD72001ソフトウェア互換で、主に既に開発が完了した機器の部品置き換えをFPGAで実現することを目的に開発しました。
単に代替するだけでなく、単回線化、不要機能の削除や複数回線化、CPUインターフェースの変更にも柔軟に応用できます。
また、完全RTL回路として構成しているため、FPGAメーカー固有のRAM、PLLなどのライブラリを使用していません。配線遅延の影響が少なく、再現性の高い安定した動作が可能です。
MPI-IPの特徴
µPD72001ソフトウェア互換
µPD72001用ソフトウェアの変更無しでの置き換えを目的に開発しており、多くのお客様でLSIを本IP搭載のFPGAに置き換えるだけで動作しています。
同期設計による完全RTL回路
システムクロックや通信クロックに同期した回路設計としており、配線遅延の影響が少なく、再現性が高く安定して動作します。
また、FPGAメーカー固有のRAMやPLL等のライブラリは一切使用していないため、FPGAメーカーを選びません。
1回線版のサポート
µPD72002互換の1回線版HDLC版も用意しています。
各種CPUインターフェースや複数への対応
CPUインターフェースとして、オリジナルのバスインターフェースのみならず、外付け回路によりPCI等の実績があります。
また、複数のIPを実装し、6ch版や8ch版の実績もあります。
他の通信ICの代替にも対応
マルチプロトコル通信コントロールIPは、µPD72001だけでなく、他の汎用通信LSIが製造中止となったデバイスの代替にも利用されています。
代替デバイス例
- ルネサス エレクトロニクス社製 HD64570、HD64572
- Infineon Technologies社製 PEF20532 F V1.3
MPI-IPのメリット
- 開発済みの機器のデバイス置き換えに活用できる
- 製造中止LSIの代替として導入しやすい
- 既存ソフトウェアを活用して移行しやすい
- FPGA化により、長期供給や保守性向上に対応しやすい
- 単一プロトコルだけでなく、用途に応じて派生版を選べる
- 複数回線やCPUインターフェース拡張にも対応可能
- 装置全体の延命化、部品枯渇対策に貢献できる
OKIアイディエスの強みと技術力
OKIアイディエスは、通信制御機能の置き換えやFPGA実装に関する知見を活かし、既存装置の解析から通信コントローラーボードの開発まで一貫して対応します。
µPD72001互換を軸に、BOP、COP、ASYNCといった複数の通信方式を含む装置に対し、開発済みの機器向け置き換え支援や設計・実装支援を行うことが可能です。
また、完全RTL設計のMPI-IPをベースにすることで、特定のFPGAメーカーに依存しない柔軟な実装を実現し、更新時のリスク低減や製品寿命の延長に貢献します。
FPGAへのインプリメント事例
μPD72001互換（BOP,COP,調歩同期対応の2回線版）をFPGAにインプリメントした場合の例を以下に示します。
なお、合成パラメーター等によりインプリメント結果は変わる場合があります。
FPGAデバイス別リソース使用率
- Spartan-6 （XC6SLX9-2TQG144, Package TQG144, Speed-2）
| 項目 | 使用数／総数 | 使用率 |
|---|---|---|
| Number of Slice Registers | 1,754 out of 11,440 | 62% |
| Number of Slice LUTs | 2,984 out of 5,720 | 52% |
| Number of occupied Slices | 1,194 out of 1,430 | 83% |
| Number of bonded IOBs | 65 out of 102 | 63% |
- Trion FPGA（T8F81, Package 81）
| 項目 | 使用数／総数 | 使用率 |
|---|---|---|
| Total logic elements | 4,079／7,384 | 55% |
| LE Registers | 1,673／5,280 | 32% |
| Total pins | 65／81 | 80% |
- Cyclone IV E （EP4C6E22C8, Package 144, Speed-8）
| 項目 | 使用数／総数 | 使用率 |
|---|---|---|
| Total logic elements | 4,324／6,272 | 69% |
| Total registers | 1,674／6,272 | 27% |
| Total pins | 65／92 | 71% |
概略ブロック図
- ※クロックは、20MHz～の水晶発振 器を使用
- ※CPUインターフェース仕様、レジスタ仕様の御提示をいただき、当社IPと組み合わせて通信コントローラーボードを開発いたします。
本IPを利用したサービスの実績（一部のみ）
＜FPGA実績例＞
- µPD72001の代替
・Spartan-6、Kintex-7
・Cyclone、Max10
・XP2、LFXP2、LCMXO2
・Trion - HD64570の代替
・Spartan-6 - IP販売のみで、お客様がFPGA設計以降を実施された実績もあります。
概略仕様
| 種類 | 機能概要 |
|---|---|
| 対応プロトコル | BOP、COP、調歩同期 |
| チャネル数 | 全2重×2チャネル |
| 送信バッファ | 2段 |
| 受信バッファ | 4段 |
| データフォーマット | NRZ、NRZI、FM、マンチェスタ（受信のみ） |
| ボーレート | 最大10Mbps以上 |
| DMA要求信号 | 送信×2、受信×2（送信データ数制御機能付き） |
| 割り込み信号 | 1（INTACKサイクル対応） |
| テスト機能 | 自己折り返し入力、外部折り返し出力 |
| DPLL | 内蔵（2チャネル分） |
| ボーレートジェネレータ | 内蔵（送信×2、受信×2） |
サービス内容（例）
- MPI-IPを活用した通信制御機能の設計・実装支援
- 既存通信機器の解析と課題抽出
- µPD72001互換を前提とした置き換え検討
- CPUインターフェース仕様・レジスタ仕様に応じた通信コントローラーボード開発
- 1回線版、HDLC版、複数回線版など用途に応じた構成検討
- FPGA実装に向けた技術支援
- レガシー通信機器の延命化、部品枯渇対策に向けた対応支援
セミナー動画
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