FPGA 環境の解析と展示までの書き込み手順（2026-09-17）

対象: /Volumes/AIWorkSSD/AIWorkSpace/github/aieo-product/fpga-famicom（別 MacBook から複製した checkout）。 NES 純正パッド（#36 / claude/nes-pad-serial*）は対象外（ユーザー判断で中止）。

結論

レバー GPIO 対応の LCD bitstream は既に手元にある。build/audio-shared-dc-cdc-integrated/build/nestang_lcd_gowin.fs（2026-09-01 19:32・SHA-256 820e2b3f…f536935）は fpga-famicom#17 コメントの LCD ビルドとハッシュが一致する。中身は main 相当＋arcade_lever_gpio.v（PMOD0 上段 P6 T7 P8 T9 = 上下左右、PMOD1 T11/P11 = Start/Select、Joystick2 も併存）。9/7 の引き継ぎで「main の LCD ビルド」として実機 program され、映像・A/B・Joystick2・Start/Select・音が確認されたのはこのファイル。
したがって FPGA の再ビルドは不要。Pico 2 ファーム（#15/#19/#22 マージ済み）は GPIO 出力と Joystick2 エミュレーションの両方を出しているので、この bitstream にそのまま繋がる。
残る作業は Dock への書き込みだけ。ただし現行方針は volatile SRAM のみで、電源を切ると消える。展示では Flash 書き込みが必要（下記・要判断）。

環境の状態

項目	状態	備考
Gowin EDA（`vendor/gowin`）	✅ あり	`gw_sh` SHA-256 が Makefile の pin（`94eb51ba…`）と一致
Docker	⚠️ 未整備	Makefile は `/Applications/Docker.app` の docker と image ID を pin。この Mac は Homebrew docker + colima（停止中）。再ビルドするならイメージ再構築と pin 差し替えが必要
openFPGALoader	✅ `build/programmer-bundle/openFPGALoader` v1.1.1（dylib 同梱）	Homebrew 版は未インストール
HIL wrapper（`/usr/local/libexec/fpga-famicom/program_sram`、sudoers、`usb_reset_ftdi`）	❌ 未インストール	`make install-programmer-bundle` / `install-usb-reset-helper` / `install-hil-sudoers`（sudo）
Dock の USB 接続	❌ 未接続（9/17 時点）	`system_profiler SPUSBDataType` に FT2232 が出ない
checkout	`codex/issue-5-uart-heldout`（`src-lcd/ddr3_controller_margin.v` に未コミット変更）。local main は origin/main より 70 コミット古い	触らない。作業は `build/audio-shared-dc-cdc-integrated` worktree（main 19616fa・clean）で行う

実施記録（2026-09-18）

Dock を USB 接続 → 同梱 build/programmer-bundle/openFPGALoader v1.1.1 で sudo なしに JTAG 検出（GW2A-18・idcode 0x81b）。HIL wrapper / sudoers は未インストールのまま使わなかった
--write-sram で 820e2b3f… を書き込み → --write-flash で内蔵 Flash に書き込み完了（ユーザー指示）。以後は電源投入で自動起動する
書き込み後の再検出 OK

実施記録（2026-09-18・筐体単体起動 #24）

Flash 起動の 820e2b3f は ROM を UART で受けるまでグレー画面（UART_RXD=T13 は BL702 直結で PMOD に出ていない）→ 筐体単体では起動しないと判明
fpga-famicom branch cabinet/boot-uart-pmod（50d1567）: PMOD1 J16 = cab_uart_rx / J14 = cab_uart_tx を追加（旧 led[0]/led[1]）。RX は BL702 と AND で併用
ビルド環境（この Mac）: colima start default --memory 8 --cpu 4 --mount /Volumes/AIWorkSSD:w（x86_64 VM）→ docker build --platform linux/amd64 -t gowin-eda:latest docker/ → wrapper と同じ docker run … gw_sh /work/docker/build_lcd.tcl を直接実行（Makefile は Docker.app を絶対要求するため迂回。worktree には artifacts/ を mkdir しておく）。所要約 18 分
生成物: build/cabinet/nestang_lcd_cabinet_262bf6a7.fs（SHA-256 262bf6a7…5fae4276、リリース bitstream-2026-09-18）。STA setup 41 / hold 59 = #17 ビルドと同数
SRAM で Mac 経路・Pico 経路の両方を確認後、内蔵 Flash に書き込み済み

実施記録（2026-09-18 夕・DDR3 起動ガチャ対策）

症状: v2（262bf6a7）を Flash に書き、電源のみのケーブルで起動 → ゲームが出ない。FPGA ログは DDR3 initialization failed. Retrying... が 20 秒で 155 回、自然回復なし。Flash からの再コンフィグ 3 回で「失敗・成功・失敗」= fpga-famicom#6 の起動ガチャ。DDR3 が死んでいても Game loading done. は返るため Pico が成功と誤判定していた
原因箇所: 失敗時の再試行が DDR3 コントローラのリセットのみで、PLL/CLKDIV の位相を引き直していない
対策 (FPGA): pll_kick — 8 連続失敗（1.6 秒）で sys_clk ドメインから PLL を約 4.8ms リセット（commit は branch cabinet/boot-uart-pmod）。v3 = build/cabinet/nestang_lcd_cabinet_509af1b5.fs、リリース bitstream-2026-09-18b。Flash 書き込み済み
対策 (Pico): wait_ddr_ready — 失敗ログが 1.5 秒止まるまで送信しない。ack 後にも確認
測定: SRAM 書き込み 6 回 + Flash 再コンフィグ 8 回で「失敗し続ける」0 回（うち 8 回は起動直後に 1 回だけ失敗して即回復）。Pico 連動の通し 3 回は全て 1 回目の送信で成功・約 17 秒でタイトル（書画カメラ OCR で確認）
未解明: 回復が PLL 引き直しの効果か、v3 の配置配線がたまたまマージンの良いビルドだったのかは切り分けていない（1 回失敗→即回復のブートは PLL 引き直し前に直っている）。STA は setup 57 / hold 42、clk Fmax 32.266MHz で余裕は小さい
検証の道具: FPGA の UART ログは BL702（/dev/cu.usbserial-*1）にもミラーされる。再コンフィグは openFPGALoader -b tangprimer20k -r

⚠️ 真っ暗・無応答の時は最初に DIP スイッチ 1 番（2026-09-19）

症状: LCD が真っ暗（グレーですらない）、UART は Mac 経由も Pico 経由も無応答、でも JTAG 検出と SRAM 書き込みは DONE で成功する。どの bitstream でも同じ。原因: Dock 下辺の赤い 5 連 DIP スイッチの 1 番が OFF。このデザインの sys_resetn（FPGA ピン T2）に繋がっており、OFF だとリセットが掛かったまま全クロックが止まる（CLKDIV.RESETN = sys_resetn & nes_lock）。配線や移動で触れて動きやすい。対処: 1 番を ON。筐体に組む時は ON 側でテープ留めするか、ホットボンドで固定する。

切り分けに使った手順: ① openFPGALoader --detect（JTAG 生存）② SRAM に既知の良品 bitstream を書いて Mac から ROM 送信 → Game loading done. が返るか ③ Pico の GP0/GP1 を入力にして J16/J14 の線のレベルを読む（両方 HIGH が正常）。

書き込み手順（SRAM・公式経路）

Dock を USB で Mac に繋ぎ、Joystick2 実機と Pico は外した状態で:

cd /Volumes/AIWorkSSD/AIWorkSpace/github/aieo-product/fpga-famicom/build/audio-shared-dc-cdc-integrated
make install-programmer-bundle      # sudo。/usr/local/libexec/fpga-famicom/ に wrapper を置く
make install-usb-reset-helper       # sudo
make install-hil-sudoers            # sudo。program_sram だけを NOPASSWD にする
make hil-doctor                     # 読み取り専用の事前確認
make hil-lcd-program                # build/nestang_lcd_gowin.fs（820e2b3f…）を volatile SRAM へ

program 後、電源を切らずに 黒 GND → 5V0 → SDA/T8 → SCL/P9 の順で Pico を接続（README の Joystick2 手順と同じ）。GPIO 側（P6 T7 P8 T9 / T11 / R8 T6）は open-drain なので順序不問。

Flash 書き込み（展示用・要判断）

SRAM は電源断で消えるため、展示中に電源を入れ直すたびに Mac から program し直すことになる。回避策は 内蔵 SPI Flash に書くこと。fpga-famicom の wrapper は安全のため --write-sram 固定で Flash を扱わない（README「Flash は使用しない」）ので、やるならプロジェクト方針の外で手動:

cd /Volumes/AIWorkSSD/AIWorkSpace/github/aieo-product/fpga-famicom
sudo DYLD_LIBRARY_PATH=build/programmer-bundle \
  build/programmer-bundle/openFPGALoader -b tangprimer20k --write-flash \
  build/audio-shared-dc-cdc-integrated/build/nestang_lcd_gowin.fs

書く前に SRAM で動作確認を済ませる（同じ .fs）
Flash 書き込み後は電源投入で自動起動。SRAM program で上書きすれば一時的に別イメージを試せ、電源を入れ直せば Flash に戻る
元に戻したい時は同じコマンドで別の .fs を書く。NESTang v0.4 の vendor/nestang-0.4-dock.fs も手元にある

再ビルドが必要になった場合（今回は不要）

colima を起動し、docker/Dockerfile から gowin-eda:latest を build（Apple Silicon は amd64 エミュレーション）
tools/build_gowin.sh --profile lcd を DOCKER_BIN=/opt/homebrew/bin/docker GOWIN_IMAGE_ID=<新 ID> で直接呼ぶ（Makefile の override DOCKER_BIN を迂回）
生成物の SHA を記録し、HIL の strict gate（unconstrained 0）を確認

参照

fpga-famicom#17 コメント（2026-09-01）: ピン割当・ビルド SHA
docs/HANDOFF-2026-09-07.md（origin/main）: 9/7 時点の実機状態、電源断で SRAM が消える注意
docs/lcd-validation-2026-08-28.md: LCD 版の実機 PASS 手順

FPGA 環境の解析と展示までの書き込み手順（2026-09-17） ​

結論 ​

環境の状態 ​

実施記録（2026-09-18） ​

実施記録（2026-09-18・筐体単体起動 #24） ​

実施記録（2026-09-18 夕・DDR3 起動ガチャ対策） ​

⚠️ 真っ暗・無応答の時は最初に DIP スイッチ 1 番（2026-09-19） ​

書き込み手順（SRAM・公式経路） ​

Flash 書き込み（展示用・要判断） ​

再ビルドが必要になった場合（今回は不要） ​

参照 ​