Просто так... Проект 117 
Делаем совместно с другом (моя часть - в основном схемы-платы-ПЛИС-низкоуровневые драйверы, его часть - код верхнего уровня, написание инструментального и отладочного кода, финансовая поддержка. Общее - разработка идеологии и архитектуры). Хотелось сделать максимально удобную в программировании минималистическую олдскульную систему. И при этом - реконфигурируемую и построенную с использованием ПЛИСок. И заодно - поизучать Verilog. Практическое применение будет (секвенсор для электронной музыки с заточенностью под всякую кислоту и всё такое
Конечно же, сначала хотелось сделать это на архитектуре PDP11. (1806вм2 или J11 или процессорное ядро в ПЛИС)... Но линейного адресного пространства в 64к, и скорости 4МГц -оказалось маловато (нам была нужна графика, таблицы в памяти и возможность расширения). Пришлось перейти на 68К (в каком-то смысле это расширение той же идеи PDP11 с более мощной системой команд, и тоже фетишный процессор - на нем были Amiga, SEGA, и еще много-много всего). Кроме того, его производили больше 30-ти лет (производство закрылось лишь недавно), и достать его сейчас попроще чем J11... Что тут есть: Центральный процессор 68000 (16/32 бит) 4..20МГц под защищенным режимом (режим супервизор+пользователь). Периферийный контроллер ATmega128. Системный чип - на ПЛИС Altera MAX2 (EPM1270). Видео чип - также на ПЛИС EPM1270. GPIO чип - на самой маленькой ПЛИС из серии MAX2 (EPM240). Память системная - статическая 256к*16 (впаяна) или 512к*16. Видеопамять выделенная - 256к*16 статическая 10нсек. Флэшка 256/512к*16 (не напаяна). RTC (часы) - не напаяна. 8-разрядная байтовая LED- линейка (показывать байтики в двоичном коде
Интерфейсы: - Питание 10..20В (DC/DC 5V 2A и 3.3V 0.6A на LM2596+LM1117). - 16-разрядная системная шина (выведена на контакты расширения). Использована 3-вольтовая логика. - клавиатура PS/2 (на атмеге128). - мышка PS/2. - 18 линий GPIO на атмеге128 (в том числе на АЦП). - интерфейс энкодеров с кнопочками - двухканальный, на атмеге128. - microSD на атмеге128 (загрузка кода супервизора/софта системы). - отладочный прямой доступ (SPI) на системной ПЛИСке - для удобства быстрой заливки кода. - видео: VGA 512*400*72Hz (20MHz clk), 640*480*60Hz (25MHz clk) 16/256 цветов. Загружаемый RAMDAC (трансляция палитры 8 -> 18 bit RGB 6:6:6) (BT476/ADV476). Предусмотрено место под распайку кодера PAL и ПЦТВ/S-video выход. Не распаяно. Аппаратное ускорение 2D заливки (в ПЛИС). - PWM канал на speaker (на атмеге128). Просто чтобы было
- RS232 порт, переключаемый на системную ПЛИСку или атмегу. - RS485 порт (на атмеге128). - 2 входа MIDI со стандартной опторазвязкой (на системную ПЛИС). - 2 выхода MIDI (с системной ПЛИС). - RS485 порт (на системной ПЛИС) - возможно пригодится для реализации DMX512. - 32 линии GPIO (GPIO ПЛИСка под шиной 68000). - интерфейс записи-чтения цифрового потока на магнитную ленту (как в ZX, БК и т.д) - генератор случайной шумовой последовательности на TL431+LM393. - системная micro-SD карточка на системной ПЛИС (под 68000). - юзерская SD (большая) - также на системной ПЛИС (под 68000). Мозги в ПЛИСках/процессорах: 1. Системная ПЛИС: Сейчас относительно готово и работает: -Шинный интерфейс, системный тактовый генератор, генератор исключений при сбоях цикла шины, DMA, прочие низовые функции обеспечения работы 68000. -Приоритетный векторный контроллер прерываний (20 линий). -Таймеры (3шт, из них 1шт 16-разрядный и 2шт 8-разрядных). -Отладочный интерфейс с микрокомандами чтения-записи слов и байтов в адресное пространство 68000, запуска-останова 68000. Интерфейс доступен с внешнего разъема (подключение к компу), и для атмеги128 (начальный запуск, загрузка ядра супервизора), для чего есть мультиплексирование доступа. -Менеджер обращения к памяти с разделением привилегии для юзерского и системного режима. -SPI интерфейсы для SD карточек с переключением скорости обмена и генерацией прерывания при смене карточки (только для юзерской "большой" карточки). Нужно доделать (должно влезть в остаток ПЛИСки): MIDI. прецизионный таймер событий (генерация bpm и ритма -для секвенсора) - будет скорее всего на основе дробного синтеза частоты с аккумулятором фазы. регистры RTC (но пока не нужны). 2. ПЛИС GPIO (на шине 68000). Пока пустая. 3. Видео ПЛИСка: Есть: - тактовый генератор (получение сетки сигналов из входного такта 100МГц) - VGA синхрогенератор (сейчас 640*480*60Гц, экспериментальный был на 512*400*72Гц) - менеджер обращения к VRAM, обеспечивающий "прозрачную" запись-чтение VRAM со стороны ЦПУ - сканирование VRAM и простенький конвейер загрузки RAMDAC - прерывание вертикального обратного хода - загрузка палитры Нужно: - аппаратный указатель мышки - аппаратный транслятор координат - переписать ускорялку заливки. Сделать заливку по маске. - возможно - сделать простенький GPU с загружаемым микрокодом, зеркальную 4-симметрию, морфинг палитры, bitplane-маски и наложение внешнего видео (genlock), но всё это понадобится, только если делать машину генерации психоделических визуалов, и скорее всего здесь уже будет нужна ПЛИСка побольше и подороже) 4. АТмега128 периферийный МК: Есть: Драйвер PS/2 клавиатуры. Драйвер SDшки. Очередь событий. Загрузка 68-го c SDшки. Нужно: Драйвер PS/2 мышки. И еще всякое - по необходимости... 5. Система 68000. В процессе, по мере построения блоков в ПЛИС, и по мере нахождения душевных сил, - написание ядра, системных функций и всего-всего... Использованный софт: Altium Designer, Quartus II web edition, gavrasm, avreal, asm68k, самописные программы загрузки-отладки. -------------------- Всё это создано в промежутках между психическими срывами, депрессиями и неврозами с навязчивой мысленной музыкой в голове, резанием и прижиганием себе кожи для развлечения, битья себя кабелем, втыканием игл и проволоки в тело, под дозами нелегальных гормонов c Гоа, примерно за полгода-год... И оно даже работает
Только... пожалуйста, не говорите мне, что уже есть RPi и прочие ардуины за 20 баксов и там уже всё готовое... хорошо? Ну вот не люблю я готовое. Особенно в тех областях интересов и желаний, которые для души и тела...
Что же взять с психбольных... Добавлено: Tue Mar 14, 2017 5:03 pm
|
)
