FPGAボードArty Z7でのpython画像処理体験

概要

IntelのFPGAボードZynq用に開発されているソフトウェアpynqを用いると、Webブラウザ上で動作するpython (Jupyter Notebook) からブラウザ上のpythonから容易にFPGAでの画像処理を試すことができます。ZynqやArty Z7は、本来、FPGA用の開発ツールであるVivadoやSDSoCを使って開発します。ここではZynqの代わりに、入手の容易なDigilent社のArty Z7を使ってFPGA画像処理を試してみます。Zynqに比べてArty Z7は、内蔵マイクがなく、電源スイッチがないという違いがあります。

準備

1. Arty Z7、8GB以上の容量のあるmiscroSDカード、イーサネット接続（DHCPでアドレス割当ができること）、micro USB電源（動作中の電流は600-800 mA程度でした）、USBカメラ（可能ならば）を準備します。基板中央にあるZynqは相当、熱くなりますので、放熱板や放熱シートを取り付けた方が良いです。
2. pynqのページからイメージファイルをダウンロードして、そのmicroSDカードに書き込みます。
3. microSDカード、イーサネットケーブル、USBカメラを接続した上で、電源を接続します。
4. ブラウザで「http://IPアドレス:9090」にアクセスします。初期パスワードは xilinx です。sshも動作して、ユーザ名、初期パスワードともに xilinx でアクセスできます。
5. チュートリアルにある画像処理、FPGAへの転送、などを試します。

困ったこと

1. なぜかMACアドレスが頻繁に変わります。DHCPで固定的にIPアドレスを割り当てるのが困難です。
2. ブラウザを選びます。Firefoxでは「Can’t connect kernel」というエラーがでて実行できません。Safariでは動作しました。これはJupyter Notebookの特性なのかもしれません。
3. 使用途中にDCプラグ（7-15 V）からの電源供給ができなくなりました。回路図を参考にテスターで調べたところ、DCプラグ部分の回路が短絡していました。一方、DCレギュレータIC TLV62130RGTへの電源入力部分は短絡していませんでいた。DCプラグ部分の基板短絡かもしれません。