Xilinx UG227 ML501 リファレンス デザイン

ML501 リ フ ァ レ ン ス デザイ ン
ユーザー ガ イ ド
UG227 (v1.0) 2007 年 6 月 18 日
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Xilinx (以下 「ザ イ リ ン ク ス」 と いい ます) では、 ザ イ リ ン ク ス FPGA におけ る デザ イ ンの開発目的のみに こ の文書を開示 し ま
す。 こ の文書に明記 さ れてい る 場合を除 き 、 電子、 機械、 複写、 録音を含め、 いかな る 形態ま たは手段において も 、 ザ イ リ ン
ク ス の書面に よ る 事前の許可な く 資料を コ ピー、 複製、 配布、 再発行、 ダ ウ ン ロ ー ド 、 表示、 掲載、 転送す る こ と はで き ませ
ん。 こ の文書に含まれてい る 資料を許可な く 使用す る と 、 著作権法、 商標法、 秘密保護 と 公示の法律、 通信規定 と 法規の違反
と な る 可能性があ り ます。
ザ イ リ ン ク ス では、 こ の文書の適用お よ び使用に よ り 生 じ る 損害の責任を一切負い ません。 ま た、 こ こ に明記 さ れてい る 場合
を除き 、 こ の法定通知のいずれの部分 も 、 黙示、 禁反言、 その他の法律論理に よ る 特許、 商標、 著作権、 その他の知的資産権
の ラ イ セ ン スや権利の付与 と は見な さ れません。 こ の文書の内容の使用お よ び実施に必要ないかな る 権利の取得 も ユーザー個
人の責任 と な り ます。 文書中のエ ラ ーの訂正や、 ユーザーに提供 さ れ る エン ジニア リ ン グの ソ フ ト ウ ェ ア サポー ト お よ びヘル
プの正確性や正当性については責任を負いかねます。 ま た、 文書を ア ッ プデー ト す る 確約 も いた し ません。 ザ イ リ ン ク ス は こ
れ ら の条件お よ び条項を独自の判断に よ っ て変更す る 権利を有 し ます。
こ の文書は 「現状の ま ま」 で提供 さ れ、 ユーザーは自己責任で こ の文書を使用す る こ と に同意 し た も の と みな さ れます。 ザ イ
リ ン ク ス、 ザ イ リ ン ク ス の従業員、 お よ びザ イ リ ン ク ス の販売特約店の従業員に よ る その他の口頭ま たは書面に よ る いかな る
情報、 ア ド バ イ ス等に よ っ て も 、 新たな内容の保証が創設 さ れた り 上記の制限保証の範囲を拡大 さ せた り す る も のではあ り ま
せん。 ザ イ リ ン ク ス では、 特許や著作権その他の知的資産権の不侵害、 商品性、 お よ び特定目的への適合性は明示黙示を問わ
ず保証いた し ません。
ザ イ リ ン ク ス では、 文書の使用ま たは使用不能の結果生 じ た間接的、 懲罰的、 特別、 ま たは付随的ないかな る 損害 (利益の損
失、 業務の中断、 交換品の費用、 情報の消失や破損を含む) については、 その可能性を事前に通告 さ れていた場合で も 一切責
任を負い ません。 ユーザーに対す る ザ イ リ ン ク ス の損害賠償責任総額は、 いかな る 場合に も ユーザーがザ イ リ ン ク ス に支払っ
た文書の代金を上限 と し ます。 た と えいかな る 救済手段 も その実質的目的を達せない場合で も 、 上記の制限責任お よ び免責条
項が法律上最大限認め ら れ る 限度で適用 さ れます。
こ の文書は、安全装置が必要 と な る よ う な危険な環境でのオン ラ イ ン制御装置 と し ての使用を目的に し た も のではあ り ません。
原子力施設、 航空機操縦 ・ 通信シ ス テ ム、 航空管制、 生命維持装置、 武器の作動 ・ 運転等 （以下高 リ ス ク 行為 と し ます）、 安全
装置が必要 と な る よ う な危険な環境でのオン ラ イ ン制御装置 と し ての使用、 再販売を意図 し ての設計 ・ 製造ま たは停止 ・ 誤作
動対策措置がな さ れた も のではあ り ません。 ザ イ リ ン ク スは、 高 リ ス ク 行為用途への適性に関す る 明示的 ・ 黙示的を問わず一
切の保証を、 こ こ に明確に排除 し ます。
Copyright © 2006-2007 Xilinx, Inc. All Rights Reserved. 本文書に記載 さ れてい る 「Xilinx」、 ザ イ リ ン ク ス の ロ ゴ、 お よ びザ
イ リ ン ク ス が所有す る 製品名等は、 米国 Xilinx Inc. の米国におけ る 登録商標です。 その他に記載 さ れてい る 会社名お よ び製品
名等は、 各社の商標ま たは登録商標です。
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改訂履歴
次の表に、 こ の文書の改訂履歴を示 し ます。
日付
バージ ョ ン
2007/06/18
1.0
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改訂内容
初版 リ リ ース
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こ のマニ ュ アルについて
その他の リ ソ ース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
その他のサポー ト リ ソ ース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
表記規則 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
オ ン ラ イ ン マニ ュ アル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
ML501 リ フ ァ レ ン ス デザイ ン
概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
リ フ ァ レ ン ス デザ イ ン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Base System Builder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
EDK デザ イ ン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
ス タ ン ド ア ロ ン ソ フ ト ウ ェ ア アプ リ ケーシ ョ ン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
参考資料 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
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こ のマニ ュ アルについて
本ユーザー ガ イ ド では、 ML501 評価プ ラ ッ ト フ ォーム を使用 し て Virtex™-5 LX の機能を実証す
る デザ イ ン をい く つか紹介 し ます。
その他の リ ソ ース
次の資料は、 http://japan.xilinx.com/virtex5 か ら ダ ウ ン ロ ー ド で き ます。
•
Virtex-5 フ ァ ミ リ の概要
Virtex-5 フ ァ ミ リ の特徴 と 種類について記載 さ れてい ます。
•
Virtex-5 データ シート : DC 特性およ びス イ ッ チ特性
こ のデータ シート には、 Virtex-5 フ ァ ミ リ の DC 特性と ス イ ッ チ特性について記載さ れていま す。
•
XtremeDSP™ ユーザー ガ イ ド
XtremeDSP ス ラ イ ス の説明 と 、 DSP48E ス ラ イ ス を使用する ための リ フ ァ レ ン ス デザ イ ン を
含みます。
•
Virtex-5 コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ン ユーザー ガ イ ド
コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ン イ ン タ ーフ ェ イ ス ( シ リ アルお よ び SelectMAP)、 ビ ッ ト ス ト リ ーム
暗号化、 バ ウ ン ダ リ ス キ ャ ン、 JTAG コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ン、 リ コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ン方
法、 SelectMAP と JTAG イ ン タ ーフ ェ イ ス か ら の リ ー ド バ ッ ク に関す る 章が含まれてい ます。
•
Virtex-5 パ ッ ケージお よ びピ ン配置の仕様
デバ イ ス / パ ッ ケージの組み合わせ と 最大 I/O 数、 ピ ン定義、 ピ ン配置表、 ピ ン配置図、 機械
図、 温度仕様な ど を示す表が含まれます。
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Preface: こ のマニ ュ アルについて
その他のサポー ト リ ソ ース
シ リ コ ンや ソ フ ト ウ ェ ア、 IP に関す る ア ンサー デー タ ベース を検索 し た り 、 テ ク ニ カル サポー ト
の ウ ェ ブ ケース を開 く には、 次の ウ ェ ブ サ イ ト にア ク セ ス し て く だ さ い。
http://japan.xilinx.com/support
表記規則
こ のマニ ュ アルでは、 次の表記規則を使用 し てい ます。 各規則について、 例を挙げて説明 し ます。
表記規則
ア ン ダー ラ イ ン
テキ ス ト
使用箇所
ウ ェ ブ ページへの リ ン ク
例
http://japan.xilinx.com/virtex5
オ ン ラ イ ン マニ ュ アル
こ のマニ ュ アルでは、 次の規則が使用 さ れてい ます。
表記規則
8
使用箇所
例
詳 細 に つ い て は、 「そ の 他 の リ
ソ ース」 を参照 し て く だ さ い。
青色の文字
マニ ュ アル内の相互参照を示 し
ます。
赤色の文字
ほかのマニ ュ アルへの相互参照
を示 し ます。
詳細については、 『Virtex-II
Platform FPGA ユーザー ガ イ ド 』
の図 2-5 を参照 し て く だ さ い。
青色の下線付 き 文字
ウ ェ ブ サ イ ト (URL) へのハ イ
パー リ ン ク です。
http://www.xilinx.co.jp か ら 入手
japan.xilinx.com
詳細については、 第 1 章の 「 タ イ
ト ル フ ォーマ ッ ト 」 を参照 し て く
だ さ い。
最新の ス ピー ド フ ァ イ ルは、
で き ます。
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ML501 リ フ ァ レ ン ス デザイ ン
概要
Virtex-5 FPGA フ ァ ミ リ は、 高性能 ロ ジ ッ ク 、 シ リ アル コ ネ ク テ ィ ビ テ ィ 、 信号処理、 エンベデ ッ
ド 処理 リ ソ ー ス の組み合わせを最適化 し た複数のプ ラ ッ ト フ ォ ーム で提供 さ れてい ます。 Virtex-5
FPGA の全フ ァ ミ リ は、2 世代目 ASMBL™ ( Advanced Silicon Modular Block) テ ク ノ ロ ジ と 最新
の 65nm 銅配線テ ク ノ ロ ジ を使用 し て構築 さ れた業界最高性能の FPGA です。
シ リ コ ンに統合 さ れた IP ブ ロ ッ ク か ら 直接提供 さ れ る 機能のほかに、 シ ス テ ム レベル エン ジニア
向けにザ イ リ ン ク ス LogiCORE IP カ タ ロ グお よ び embedded processing IP カ タ ロ グがあ り ます。
エ ン ベデ ッ ド 処理シ ス テ ム の構築は、 EDK ( エ ン ベデ ッ ド 開発キ ッ ト ) の一部で あ る BSB (Base
System Builder) ウ ィ ザー ド を使用す る こ と で簡単にで き ます。
各ボー ド に含まれてい る コ ンパ ク ト フ ラ ッ シ ュ (CF) カー ド の中にあ る デモ コ ン テ ン ツ を実行す る
と 、 ML501 ボー ド の機能を簡単に理解する こ と がで き ます。 「ML501 Getting Started Tutorial」
[参考資料 2] では、 CF カー ド に あ ら か じ め ロ ー ド さ れてい る ACE フ ァ イ ルか ら ML501 を コ ン
フ ィ ギ ュ レーシ ョ ンす る 方法お よ び予想 さ れ る 出力に対 し て何を認識すべ き か を説明 し てい ます。
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Base System Builder
BSB ウ ィ ザー ド を使用す る と 、 ポ イ ン ト & ク リ ッ ク の GUI を使用 し てザ イ リ ン ク ス のプ ロ セ ッ サ
と 関連す る ペ リ フ ェ ラ ル セ ッ ト を選択す る だけで簡単にエンベデ ッ ド シ ス テ ム を構築で き ます。次
のサ イ ト では、 ML501 用に BSB で設計 し たデザ イ ンが入手で き ます。
•
http://www.xilinx.com/products/boards/ml501/reference_designs.htm#bsb_design
「Embedded System Tools Reference Manual」 [参考資料 4] にあ る チ ュ ー ト リ アルでは、 ML501 プ
ラ ッ ト フ ォーム用のハー ド ウ ェ アデザ イ ン を作成す る ための EDK BSB ウ ィ ザー ド の使用方法につ
いて説明 し てい ます。 図 1 に、 BSB で生成 さ れた MicroBlaze™ ベース のエ ンベデ ッ ド シ ス テ ム
のブ ロ ッ ク 図を示 し ます。 ま た、 BSB 内で イ ン ス タ ン シエー ト さ れたペ リ フ ェ ラ ルの機能を検証す
る ため、 基本的な ソ フ ト ウ ェ ア検証のアプ リ ケーシ ョ ン セ ッ ト も 生成 さ れます。
XPS (Xilinx Platform Studio) 環境を使用す る と 、 標準的な EDK IP ま たはユーザーが作成 し た IP
コ ア を追加 し て、 BSB デザ イ ン を さ ら にカ ス タ マ イ ズで き ます。
DDR2
(256 MB)
MicroBlaze
CPU Block
UART
INTC
LMB
GPIO
BRAM
EMC
Ethernet
IIC
SYSACE
OPB
ARB
UG227_01_061407
図 1:
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Base System Builder のブ ロ ッ ク図
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リ フ ァ レ ン ス デザイ ン
EDK デザイ ン
こ の ML501 リ フ ァ レ ン ス デザ イ ンは、 MicroBlaze プ ロ セ ッ サお よ び EDK IP カ タ ロ グで提供 さ
れ る ペ リ フ ェ ラ ルの拡張セ ッ ト を使用す る エンベデ ッ ド プ ロ セ ッ シ ン グ シ ス テ ム を構築す る ため、
エンベデ ッ ド 開発キ ッ ト (EDK) を使用 し てい ます。 ML501 EDK リ フ ァ レ ン ス デザ イ ンには完全
な EDK プ ロ ジ ェ ク ト が含まれてい る ため、 ML501 プ ラ ッ ト フ ォームの機能を探求で き ます。 概要
お よ びセ ッ ト ア ッ プの項目では、 デザ イ ンやテ ス ト 環境のセ ッ ト ア ッ プ方法について説明 し てい ま
す。 ス タ ン ド ア ロ ン アプ リ ケーシ ョ ンのセ ク シ ョ ン では、搭載 さ れてい る ソ フ ト ウ ェ ア アプ リ ケー
シ ョ ン を使用 し て リ フ ァ レ ン ス デザ イ ン を実行す る 方法を説明 し てい ます。 ML501 用の EDK デ
ザ イ ンは次のサ イ ト か ら 入手で き ます。
•
http://www.xilinx.com/products/boards/ml501/reference_designs.htm#ref_design
図 2 に、 ML501 リ フ ァ レ ン ス デザ イ ンで使用 さ れたハー ド ウ ェ アの上位ブ ロ ッ ク 図を示 し ます。
OPB2PLB
Bridge
MicroBlaze
CPU Block
LMB
UART
DDR2
(256 MB)
INTC
DVI
SYSACE
Ethernet
BRAM
GPIO
EMC
AC97
PS/2
OPB
ARB
PLB
ARB
UG227_02_061407
図 2:
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ML501 の上位ブ ロ ッ ク図
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ス タ ン ド ア ロ ン ソ フ ト ウ ェ ア ア プ リ ケーシ ョ ン
EDK ハー ド ウ ェ ア リ フ ァ レ ン ス デザ イ ンで実行 さ れ る ソ フ ト ウ ェ ア アプ リ ケーシ ョ ン (表 1) は、
EDK 内で コ ンパ イ ルで き 、 JTAG ダ ウ ン ロ ー ド ケーブルを使用 し て ML501 へダ ウ ン ロ ー ド し て
検証 し ます。readme.txt フ ァ イ ルお よ びあ ら か じ め構築 さ れた ELF フ ァ イ ル/ACE フ ァ イ ル は、
次のサ イ ト か ら 入手で き ます。
•
http://japan.xilinx.com/products/boards/ml501/reference_designs.htm#ref_design
表1:
デモ ン ス ト レ ーシ ョ ン ソ フ ト ウ ェ ア ア プ リ ケーシ ョ ン
名前
説明
ml501_mb_standalone_apps_bit_elf_ace.zip
ス タ ン ド ア ロ ンの BIT、 ELF、 お よ び ACE
フ ァ イ ルの集結。 各アプ リ ケーシ ョ ン を個別
に実行す る 場合は、 ACE フ ァ イ ルを 1 つ選択
し 、 量産版 ML501 CF カー ド の コ ン フ ィ ギ ュ
レーシ ョ ン ア ド レ ス 6 の
system_my_ace.ace を置 き 換え る 。
download.bit
ブー ト ループ コ ー ド を実行す る MicroBlaze
エンベデ ッ ド プ ロ セ ッ シ ン グ シ ス テ ム。
bootload.elf
bootload.ace
bootload_readme.txt
ACE フ ァ イ ル デモン ス ト レーシ ョ ンの ロ ー ド
お よ び起動のための メ イ ン メ ニ ュ ー。
button_led_test.elf
button_led_test.ace
button_led_test_readme.txt
GPIO DIP ス イ ッ チ、 GPIO LED、 N-E-S-W
ボ タ ンお よ び LED の機能を検証す る 。
flash_hello.elf
flash_hello_readme.txt
ユーザーが生成す る リ ニア フ ラ ッ シ ュ デザ イ
ンのプ レース ホルダ アプ リ ケーシ ョ ン。 リ ニ
ア フ ラ ッ シ ュ か ら ロー ド さ れる。
flash_test.elf
flash_test.ace
flash_test_readme.txt
リ ニア フ ラ ッ シ ュ メ モ リ を検証する 。
hello.elf
hello.ace
hello_readme.txt
libc ルーチン を使用 し て、 シ リ アル ポー ト
出力/入力の機能を実行す る 。
hello_uart.elf
hello_uart.ace
hello_uart_readme.txt
下位レ ベル UART ド ラ イ バ ルーチンを使用し て、
シリ アル ポート 出力/入力の機能を実行する 。
iic_eeprom.elf
iic_eeprom.ace
iic_eeprom_readme.txt
IIC EEPROM の ソ フ ト ウ ェ ア ビ ッ ト
バン ギ ン グ テ ス ト 。
my_ace.elf
my_ace.ace
my_ace_readme.txt
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ユーザーが生成す る ACE フ ァ イ ル用のプ レー
ス ホルダ アプ リ ケーシ ョ ン。 コ ンパ ク ト フ
ラ ッ シ ュ カー ド か ら ロ ー ド さ れ る 。
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リ フ ァ レ ン ス デザイ ン
表1:
デモ ン ス ト レ ーシ ョ ン ソ フ ト ウ ェ ア ア プ リ ケーシ ョ ン ( 続き )
名前
説明
my_plat_flash.elf
my_plat_flash_readme.txt
ユーザーが生成す る プ ラ ッ ト フ ォーム フ ラ ッ
シ ュ デザ イ ン用のプ レース ホルダ アプ リ ケー
シ ョ ン。 プ ラ ッ ト フ ォーム フ ラ ッ シ ュ か ら
ロー ド される。
piezo.elf
piezo.ace
ringtones.zip
piezo_readme.txt
リ ン グ ト ーン RTTTL フ ァ イ ルを使用 し て、 オ
ン ボー ド ピ エゾ ス ピーカーへのオーデ ィ オ出
力をデモン ス ト レーシ ョ ンす る 。
ps2_scancodes_polled.elf
ps2_scancodes_polled.ace
ps2_scancodes_polled_readme.txt
simon.elf
simon.ace
simon_readme.txt
ス キ ャ ン コ ー ド を示す。
N、 E、 S、 W ボ タ ン、 LED、 お よ び LCD パ
ネルを使用す る イ ン タ ラ ク テ ィ ブな動作。
slideshow.elf
slideshow.ace
slides.zip
slideshow_readme.txt
ML501 ボー ド お よ び Virtex-5 テ ク ノ ロ ジの機
能をハ イ ラ イ ト し たセルフ ラ ン ニ ン グ オー
デ ィ オ/ ビデオ プ レ ゼン テーシ ョ ン。
ユーザーが生成 し た SPI フ ラ ッ シ ュ デザ イ ン
用のプ レース ホルダ アプ リ ケーシ ョ ン。 SPI
フ ラ ッ シ ュか ら ロー ド される。
spi_hello.elf
spi_hello_readme.txt
sysace_rebooter.elf
sysace_rebooter.ace
sysace_rebooter_readme.txt
test_ac97.elf
test_ac97.ace
test_ac97_readme.txt
System ACE CF コ ン ト ロ ー ラ を使用す る
ACE フ ァ イ ルをユーザーが選択 し て ロ ー ド す
る。
AC97 コ ン ト ロ ー ラ を使用 し て音声を録音お
よ び再生す る 。
testfatfs.elf
testfatfs.ace
testfatfs.zip
testfatfs_readme.txt
コ ンパ ク ト フ ラ ッ シ ュ カー ド の FAT フ ァ イ ル
シ ス テ ムのテ ス ト を リ ー ド / ラ イ ト す る 。
usb_hpi_test.elf
usb_hpi_test.ace
demo.bin
usb_hpi_test_readme.txt
USB キーボー ド を使用 し た、 USB ホ ス ト イ
ン タ ーフ ェ イ ス テ ス ト 。
usb_printer.elf
usb_printer.ace
printer.bin
usb_printer_readme.txt
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PS/2 入力ポー ト へ接続 さ れたデバ イ ス か ら の
USB プ リ ン タ を使用 し た USB ホ ス ト イ ン
タ ーフ ェ イ ス テ ス ト 。
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表1:
デモ ン ス ト レ ーシ ョ ン ソ フ ト ウ ェ ア ア プ リ ケーシ ョ ン ( 続き )
名前
説明
webserver.elf
webserver.ace
webserver_readme.txt
ウ ェ ブ ブ ラ ウ ザを使用 し た GPIO LED の制御
お よ び イ ーサネ ッ ト 上の GPIO DIP ス イ ッ チ
ス テー タ ス の表示。
xrom.elf
xrom.ace
xrom_readme.txt
ボー ド 検証/診断
参考資料
Virtex-5 デバ イ スお よ び ML501 評価プ ラ ッ ト フ ォーム をサポー ト す る 資料を次に示 し ます。
1.
2.
3.
4.
5.
6.
14
DS100 :
UG228 :
UG226 :
UG111 :
UG191 :
UG029 :
「Virtex-5 LX/LXT お よ び SXT Platform の概要」
「ML501 Getting Started Tutorial」
「ML501 評価プ ラ ッ ト フ ォーム ユーザー ガ イ ド 」
「Embedded System Tools Reference Manual, EDK 9.1i」
「Virtex-5 コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ン ガ イ ド 」
「ChipScope Pro Software and Cores User Guide」
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