FPGAを用いて位相差測定回路を作ってみた（組込みシステム開発）
やってみた感想
組込みシステムを作るのが難しい。信号回路も主回路もすべて作らなきゃいけないので。
そして、FPGAのコーディングが難しい。velilog HDLはほぼ初学だったので苦労しました。
私のような、組込みシステムやFPGAを扱うのが初めての方が見てくれたら嬉しいです。
背景
現在、理系大学院生の私ですが、研究活動において課題があります。
結論から言いますが、マイコンが遅すぎる！
私はワイヤレス給電に関する研究をしています。
その中で対象回路（動作周波数50kHzのワイヤレス給電回路）の電圧波形と電流波形の位相差を検出したのち、マイコン内で計算したいと考えています。
そのためには、電圧センサと電流センサ、位相差検出器、マイコン（ラズパイ）があればできると考えていました。
しかしマイコンでは遅すぎる！
目的
マイコンではなくFPGAを用いて測定していきます。
そうすることでオシロスコープより小型ですし、高速に測定できます。
回路の全体図と動作概要
①測定対象回路における対象箇所の電圧と電流をセンサで取得
②位相差検出器に入力するために降圧する
③位相差検出器で位相差を表す電圧値を計算
④位相差をFPGAで計測し、7セグLEDで値を表示
実験してみた
上の画像が実験プロトタイプの写真です。
各種電源をON状態にし、実験してみます。
私が指した部分が7segLEDです。
何やら表示されていますが、見にくいので暗室にします。
6.9（度）と表示されています。
シミュレーションでは8.1度だったので1.2度の誤差です。
最後に
FPGAはマイコンと異なり、並列処理と高速処理が可能なデバイスですので夢がありますよね～
最近だとFPGAに機械学習を高速にさせる論文とかもあるみたいなので私もやってみたいです。
FPGAのコーディングはなかなかハードですがみなさん頑張りましょう！