GreenPAKっていうFPGAみたいなデバイスを紹介してみたい

チョットした回路を組むのにGreenPAKっていうFPGAみたいなデバイスが便利なので紹介します。

GreenPAKは、Renesas(旧Dialog Semiconductor)社が販売しているCPLDとFPGAの間を埋めるようなプログラマブルデバイスです。
汎用ロジックIC数個で組めるような回路の置き換えに適しており、簡単な回路がこれ一個で実現できます。

中でも、SLG46826は装置に組み込んだまま、I2Cを使って何度も設計を書き換えることが可能な、とても楽しいデバイスです。
いろんな回路を書き込んで試せるので、ホビー用途にはこれ一択だと思います。
SLG46826の製品ページ

デジタル回路と簡単なアナログ回路が使える
回路図入力方式で設計するので、ハードウェア記述言語の知識が不要
様々な回路が組めるので、汎用ロジックICを多種ストックしておかなくて済む
IC実装済みの20pin DIP基板モジュールがあり、はんだ付けなしでも使える
不揮発メモリや3種類のオシレータを内蔵しており、外付け部品不要で使える
動作電圧範囲が2.3～5.5Vなので、ボタン電池でも動く
電源端子が２つあり、異種電圧間のインターフェースに使える（min 1.7V)
I2Cインタフェースをサポート
-- 2.5V以上あれば、機器に実装したままI2Cで設計データを書き換えられる
-- I/Oの状態や内蔵カウンタの値などをI2Cでリード可能
-- 動作中にI2Cで回路情報を変更可能
-- I2Cから使える256バイトの疑似EEPROMを内蔵しており、IDの保存などに使える
約1000回の書き換えが可能
ハードウェアのみで動くので、面倒なソフトウェア作成が不要
開発用ソフトウェアは無料

標準ロジックICで回路が組める人
マイコンにつなぐちょっとした回路を組みたい人
パズル感覚で回路を組んでみたい人
ボタン電池でLチカしたい人

価格メモ
表の価格は、2024/7/27現在。

設計に必要なソフトウェア「Go Configure™Software Hub （旧GreenPAK Designer）」はこちらから無料（登録要）で入手することができます。
https://www.renesas.com/jp/ja/software-tool/go-configure-software-hub

ダウンロード＆インストール方法を記事にしました。(2024/9/10追記)
GreenPAKの始め方

公式の遊び方（日本語版クックブック）はこちらをご覧ください。
https://www.renesas.com/jp/ja/document/mat/greenpak-cookbook?language=ja
クックブックで紹介されたサンプルコード（GPファイル）
https://www.renesas.com/jp/ja/document/oth/greenpak-cookbook-gp-files
英語版クックブック
https://www.renesas.com/jp/ja/document/mat/greenpak-cookbook?language=en
エラッタ
https://www.renesas.com/jp/ja/document/dve/slg46826-errata
ツールの使い方は、アプリのチュートリアルで大体わかりますが、詳細はこちら
https://www.renesas.com/jp/ja/document/mat/greenpak-designer-user-guide

K4zuki氏(https://github.com/K4zuki) が無料公開している下記同人誌を読むのがお勧めです。自分はこれで勉強しました。

評価ボード購入からＬチカまで
https://github.com/K4zuki/silego-trial-report

NeoPixelでランダムＬチカ/555互換回路
https://github.com/K4zuki/greenpak-personal-appsnote

たなかまさゆき氏(https://lang-ship.com/blog/tag/greenpak/)による入門記事の連載が始まりました。わかりやすくてお勧めです。(2022/3/29追記)
回路をI2Cで書き換えられるIC、GreenPAKを買ってみた
(https://lang-ship.com/blog/work/greenpak/) 他

GreenPAKに設計データを書き込むには、専用の開発ボードを使うのが便利です。
「GreenPAK DIP Development Board.（SLG4DVKDIP）」 6188円@mouser
「GreenPAK Serial Debugger Board （SLG4DVKGSD）」 5500円＠秋月電子

あまりお金をかけたくない場合は、お手持ちのArduinoを使って書き込む方法もあります。
自分はArduinoを持っていないので試したことがないのですが、公式の資料を紹介します。
Arduinoで焼く場合は、こちらのドキュメントとGPファイルをご参照ください。
ドキュメント https://www.renesas.com/jp/en/document/apn/cm-255-slg468246-mtp-arduino-programming-example
GPファイル https://www.renesas.com/jp/en/document/scd/cm-255-gp-file

M5StickCを使って設計データを書き込む方法について別記事で執筆予定です。

こちらに書きました (2020/4/23追記)
M5StickCを使ってGreenPAKに設計データを焼いてみた

勉強会で使ったスライド
https://speakerdeck.com/aoisaya/fpgamitainadebaisudeyou-ndemita

萩原エレクトロニクスさんの紹介動画
https://www.youtube.com/watch?v=Vry4B17xiic

立花エレテックさんの紹介動画
https://www.youtube.com/watch?v=s88I3EsQF8k

GreenPAK ビデオ再生リスト
https://www.renesas.com/jp/ja/products/programmable-mixed-signal-asic-ip-products/greenpak-programmable-mixed-signal-products/greenpak-training-video-library

GreenPAK Tutorials公式再生リスト(english)
https://youtube.com/playlist?list=PLgUXqPkOStPs11sn-BJkJnA5ognyr1HyE

GreenPAK公式再生リスト(english)
https://youtube.com/playlist?list=PLgUXqPkOStPtR1H9z1ZQGg0-IBxOznqkf

SLG46826のデータシートやアプリケーションノート
https://www.renesas.com/jp/en/products/programmable-mixed-signal-asic-ip-products/greenpak-programmable-mixed-signal-products/greenpak-system-programmability/slg46826-greenpak-programmable-mixed-signal-matrix-system-programmability

hackaday.ioの作例
https://hackaday.io/search?term=GreenPAK

GreenPAK BLOG(english)
https://greenpak.medium.com/

Wikipedia(english)
https://en.wikipedia.org/wiki/GreenPAK