プログラマブル・ロジックを集積したSHマイコンのすべて（前編）　――FPGA/PLD市場に参入する日立製作所の取り組み

1）組み込み用マイコンと標準ロジックICによる設計

　このケースでは，自分のシステムに適合したマイコンがなかなか見つからず，外付け部品を多用して，コストの増大を招いてしまうことがある．

2）組み込み用マイコンとFPGA/PLDによる設計

　この場合，開発期間を短くできるという長所がある．また，最近のFPGA/PLDには，小規模のゲートアレイの置きかえをねらっているものもあり，選択肢が多い．しかし，FPGA/PLDをマイコンに外付けする場合，FPGA/PLDとマイコンの間のバス・インターフェースを設計する必要がある．また，その分FPGA/PLD内のリソースを消費してしまう．FPGA/PLD内に実装するレジスタなど，CPUからアクセスするリソースが多いと，図2のようにFPGA/PLDの動作周波数が低下してしまうことがある．マイコンとFPGA/PLDの2チップ構成になるため，基板面
積も増加してしまう．

3）ASICによる設計

　このケースでは，動作周波数を向上させ，消費電力も低減することができる．低コストで所望の機能仕様を1チップ化することができる．しかし，機能設計から機能検証，タイミング検証，レイアウト設計，テストなど一連のLSI開発の工程を踏む必要がある．開発期間が長くなり，市場要求の変化に追いつけない場合がある．さらに今後，製造プロセスの微細化（0.13μmルール以下）によって，ウェハ前工程のマスク代やレチクル代，ウェハ加工費が増大する．大規模な生産数量を見込めないかぎり，開発費用を十分に回収できない可能性もある．

〔図2〕従来のFPGA/PLDの問題点
一般に，FPGA/PLDはその内部に構築する論理の規模が増大すると，内部の基本セル間を結ぶ配線が最適化されず，動作周波数が低下してしまうという問題点がある．規模の大きい論理をFPGA/PLD内に実現するとき，所望の動作周波数が得られず，設計の手戻りを強いられることが多い．