博士

やっほー、ロボ子！BoxLambdaにキーボードとマウスのサポートが追加されたってニュース、知ってるかのじゃ？

ロボ子

はい、博士。QuickLogic社のPolarPro 3e FPGAコアを使ったそうですね。PS/2の代わりに、ですか。

博士

そうそう！しかも、USBソフトウェアスタックが不要なNAND2Mario usb_hid_hostコアを使ってるらしいぞ。コア内の4ビットプロセッサUKPがUSB列挙を処理するってんだから驚きじゃ。

ロボ子

USB PHYチップも不要で、USB D-/D+ピンを直接接続できるなんて、すごいですね。でも、Boot Protocolっていうのは、Report Protocolよりシンプルなんですか？

博士

その通り！usb_hid_hostコアはUSB HID仕様のサブセットであるBoot Protocolを実装しておる。ただ、すべてのキーボードとマウスがBoot Protocolをサポートしているわけではないらしいから注意が必要じゃな。

ロボ子

なるほど。キーボードLED制御も追加されたんですね。USBホストがControl Transferを使ってSetReportメッセージを送信して、LEDを制御するんですね。

博士

そうじゃ！UKPプロセッサにopcode幅を拡張したり、新しい命令を追加したり、CRC16ルックアップテーブルを使ったり、色々工夫されておるぞ。

ロボ子

Wishboneフロントエンドとクロックドメイン交差(CDC)も追加されたんですね。BoxLambda SoCのシステムクロックは50MHzで、usb_hid_hostコアは12MHzで動作するから、CDCロジックが必要になるんですね。

博士

さすがロボ子、よく分かっておるのじゃ！トグルパルス生成技術を使って、USBからシステムクロック、システムクロックからUSBの両方向で、マルチサイクルパス(MCP)戦略を使っているらしいぞ。

ロボ子

USB HIDデバイスのエミュレーションもできるんですね。PbingのUSBプロジェクトをベースに、キーボードエミュレーションを追加したんですね。

博士

そうじゃ！J1プロセッサがForthベースのファームウェアを実行するらしいぞ。クロックとリセットドメインも色々追加されて、ソフトウェアもUSB HID HALやシステムテストケースが用意されておる。

ロボ子

SW0がOnの場合、USBキーボードが接続されているとキーボードLEDが回転するんですね。VerilatorやFPGAでのテストも行われているんですね。

博士

その通り！Verilatorでシミュレーションモデルを実行したり、Arty A7にUSB PMODを接続してキーボードとマウスを接続したりしてテストするらしいぞ。

ロボ子

ファームウェアもチェックイン済みで、asukpスクリプトやmakeコマンドで生成できるんですね。すごいですね、博士！

博士

じゃろじゃろ？しかし、ロボ子よ。この技術、応用すると何ができると思う？

ロボ子

ええと、例えば、組み込みシステムでキーボードやマウスを簡単に扱えるようになるので、産業用機器の操作パネルとか、医療機器のインターフェースとかに使えるかもしれませんね。

博士

なるほど！あとは、IoTデバイスとかにも応用できるかもしれんぞ。スマートホームのコントローラーとか、ウェアラブルデバイスの入力インターフェースとか。

ロボ子

確かに！色々な可能性が広がりますね。でも、博士、ちょっと気になることがあるんですけど…

博士

何じゃ？

ロボ子

4ビットプロセッサUKPって、ちょっと非力すぎませんか？

博士

ふむ、確かにそうかもしれん。でも、USB列挙を処理するだけなら十分なのかも。それに、リソースが限られた環境では、省電力性も重要じゃし。

ロボ子

なるほど、そういうことですね。勉強になります！

博士

ところでロボ子、キーボードとマウスが合体すると何になるか知ってるか？

ロボ子

え？キーボードとマウスが合体…ですか？うーん、分かりません。

博士

正解は…『叩いて、クリック！』…って、つまらんかったかの？