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解説

　※ 本コンテンツは，2014年10月25日発売の『FPGAマガジン No.7』をPDFファイルとしたものです

　ブラシ付きDCモータやステッピング・モータは，PWM(Pulse Width Modulation)コントローラとモータ・ドライブ回路があれば制御できます．これらのモータの制御には，マイコンの使用が一般的です．しかしマイコンによる制御では，細かな制御ができなかったり，多数のモータを一度に接続することはできません．より滑らかに回転・停止や加減速をさせたいとき，さらに多数のモータを一度にしかもタイミングを合わせて制御したいときは，FPGAの出番となります．
　特集では，まず世の中に数あるモータを分類し，最もよく使われるブラシ付きDCモータやブラシレスDCモータ，そしてステッピング・モータについて，その基本原理や制御方法について解説します．　実際にモータを接続する事例としては，まずは最も一般的なブラシ付きDCモータの制御事例について紹介します．教育向けロボット・アームのモータを動かしたり，ARMコア内蔵FPGAのLinux上からDCモータを制御します．
　ステッピング・モータも非常によく使われるモータです．まずは基本となる1個の制御から，FPGAの特徴を生かして，4個を同時に接続して制御する事例を紹介します．また，ラジコン用サーボモータの制御方法についても紹介します．
　最後にLabVIEWを使ったフィードバック制御システムによる，ブラシ付きモータ制御システムの構成例についても解説します．

目次

●特集　『モータ＆ロボット×FPGA』

【FPGAでないとできない制御がある】
重要さを増すモータ制御技術にFPGA高速ディジタル処理技術を応用する
プロローグ　なぜFPGAでモータを制御するのか

【まずはモータを理解しよう】
ブラシ付きDCモータ，ブラシレスDCモータ，ステッピング・モータまで
第1章　モータ制御の基礎知識

【DCモータをPWM制御】
WebブラウザChromeからFPGAを制御してGUIアプリを実行できるPERIDOTを使った
第2章　FPGAによるDCモータ搭載アーム・ロボットの制御法

【ARMコアからモータを回す！】
FPGA部分にオリジナルPWM回路を実装してLinux上からモータを制御
第3章　アルテラSoC評価ボードHelioにDCモータをつなぐ

【位置決め制御にピッタリ】
時計方向/反時計方向，回転速度も自在に制御できる
第4章　ステッピング・モータの最も基本的な動かし方

【ロボットの関節制御にもよく使われる】
パルス幅を変化させることで角度が変わり，その位置を保持できる
Appendix1　ラジコン用サーボモータの使い方

【LabVIEWでモータ制御開発】
粒子加速器の計測制御にも採用されたFPGA開発環境
第5章　LabVIEWとZynqを用いたDCモータ制御システムの開発

【機能安全関連の認証も取得済み】
MATLAB/Simulinkを使ったモデル・ベース開発や各種モータ開発キットを用意
Appendix2　Altera社のモータ制御ソリューション

最新技術

【必要な周波数も自在に生成！】
定番＆最新FPGAの研究　～Xilinx編～
クロック・マネージメント機能DCMの使い方

【Zynq搭載製品事例】
LinuxとOpenCVが動作するスマートカメラSC+A登場
カスタマイズ機能を使って画像処理アプリケーションを実現してみる

【スタータ・キットZedBoardで試せる】
LinuxやAndroidも動く全部入り最新FPGAの研究 ～Zynq編～
パーシャル・リコンフィグレーション用ビットストリーム作成の手順

【OpenCLはGPUだけじゃない】
並列処理の記述が得意なOpenCLをFPGA開発に活かす
Altera OpenCLを試す～実行環境構築までの設定方法とその実力～

【お手軽Zynq評価ボードZYBOで試せる！】
Linuxドライバの基本から実際のドライバ作成，カスタム・ディストリビューション構築まで
JPEGデコーダをLinux上から制御するドライバ＆アプリケーションの作成

【産業用カメラとは何か】
同軸ケーブル，光ファイバ，ギガビットEthernet，USB 3.0など
産業用向けカメラ・インターフェース規格のいろいろ

基礎解説

【クロック・ドメイン・クロッシングって何？】
異なるクロックで動作する回路と回路の接続部分に潜む注意点
今さら聞けないクロック・ドメイン・クロッシング(CDC)検証の実際

【ライセンスはZedBoardには付属，ZYBOなら安価に買える】
FPGA内蔵ロジック・アナライザ機能の基礎と応用
ZYBOやZedBoardでVivado Logic Analyzerの使い方を習得しよう

【IC 1個でもここまでやれる】
カメレオンIC PSoCの研究
PSoC 4 Pioneer KitとLCDシールドでフォト・アルバムを構築しよう

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