Grant Searle Multicomp – stavebnice počítače ve FPGA

Tento Grantův projekt je starý už více než rok, ale jednak jsem se tu o něm ještě vůbec nezmínil a druhak se postupem času objevily 3 zajímavé desky plošných spojů, které celý projekt rozšiřují a integrují do kompaktního celku, že myslím, že stojí za to tady o něm napsat pár slov. Pokud nevíte, o co se jedná, a trochu se zajímáte o FPGA a VHDL, doporučuji prostudovat. Grant Searle vytvořil jednoduchou “stavebnici”, kde si může v podstatě každý jednoduše sestavit počítač a ten syntetizovat v levném  FPGA Altera Cyclone II (EP2C5T144C8N). Na výběr máte CPU Z80, 6502, 6809, 6800, dále interní nebo externí ROM, interní ROM, sériové porty, výstup na TV (kompozit) nebo VGA, možnost připojení PS/2 klávesnice a úložiště na SD kartě. Abyste nemuseli všechno drátovat, navrhnul James Moxham postupně 3 desky, které vám práci usnadní.

Multicomp_CycloneII_v108_Martin_with_FPGA   Multicomp_CycloneII_v109_Martin_with_FPGA_display   Multicomp_CycloneIV_Martin_with_FPGA_WiFi

První veřejná verze (měla označení 1.08) rozšiřovala základní desku s EP2C5T144C8N o statickou paměť RAM 512 kB, dva sériové porty, SD kartu, kompozitní video, VGA výstup a konektor pro připojení LCD displeje. Pro připojení klávesnice je určen vstup PS/2. V podstatě se jednalo o, na malé DPS formátu 10×10 cm, realizované Grantovo zapojení Multicompu s drobným rozšířením. Napájení je řešeno 5V zdrojem přes desku FPGA.

Multicomp_CycloneII_v108_Martin_separate   Multicomp_CycloneII_v108_Martin_with_FPGA

Mohli jste si tak velmi snadno, a bez nějakého velkého drátování, poskládat a rozjet vlastní mašinku s vybraným CPU, pamětí i periferiemi. Grant připravil i hotovou implementaci, v UK oblíbeného, jednodeskového počítače Compukit UK 101 (obdoba Ohio Scientific Superboard II), o kterém už byla řeč a ještě bude, ale to si nechám na jindy, je toho víc. Další možnost, kterou vám Grant nabízí až pod nos je implementace CP/M 2.2.

Multicomp_CycloneII_Martin_TV_UK101   Multicomp_CycloneII_Martin_TV_CPM

Ovšem hlavní kouzlo je v tom, že Grant opravdu hezky připravil stavební bloky, ze kterých si můžete skládat a vše navíc pěkně popsal. Když k tomu navíc přečtete pěkné články Martina Malého na FPGA.CZ a VHDL.CZ, dostanete celkem pěkné základy.

Druhá verze desky (měla označení 1.09) byla o poznání větší, ve formátu klasické 3U Eurokarty 100×160 mm a oproti první desce nabízí více statické paměti RAM, konektor USB, konektro pro LCD je lépe umístěn a přibylo pár pinů navíc pro připojení dalších periferií a malé pole pro připájení potencionálního rozšíření. Napájení je řešeno přímo na rozšiřující desce z 5V zdroje.

Multicomp_CycloneII_v109_Martin_separate   Multicomp_CycloneII_v109_Martin_with_FPGA_display

Z desky nic nevyčuhuje do boku, modul je přímo na ní, ale je potřeba ho pro programování v desce osadit vyššími dutinkovými lištami. Já jsem osadil nízké, takže naprogramovaný modul zapadne kompaktně do desky a při programování přidám navíc dutinkové lišty s dlouhými piny pro štosování desek.

James Moxham se domluvil s Maxem Scanem, který pro Multicomp připravil CP/M 3 a, co se mi líbí nejvíce, i MP/M II. A protože se Maxovi pomalu nedostávalo místa, rozhodli se Altera Cyclone II nahradit za Altera Cyclove IV. Opět zvolili relativně levný modul z eBay s EP4CE6E22C8N a na světlo světa tak přišla 3. deska.

Multicomp_CycloneIV_Martin_separate   Multicomp_CycloneIV_Martin_with_FPGA_WiFi

Za cenu určitých drobných ústupků, se vše vrátilo na levnou desku formátu 10×10 cm. Chybí kompozitní video výstup a konektor pro LCD displej. Na druhou stranu ja na desce třetí sériový port pro provoz 4-uživatelů pod MP/M (tři přes RS-232 a jeden na CRT) a oblíbený WiFi modul ESP8266. Zvýšila se i flexibilita napájení. Nová deska FPGA vyžaduje 3.3V, takže da desce je malý měnič z 5V na 3.3V a desku můžete napájet z 5V zdroje, stejně jako ty předchozí nebo máte možnost využít dalšího měniče a desku napájet z libovolného zdroje o napětí cca 7-15V.

Multicomp_CycloneIV_Martin_MPM_working   Multicomp_CycloneIV_Martin_TV_terminal1

Multicomp_CycloneIV_Martin_SCR_terminal0   Multicomp_CycloneIV_Martin_SCR_terminal2

Max Scane napsal pro své účely vlastní loader, který se natáhne přes Grantův CP/M loader Mrkající veselý obličej a umožňuje mít na SD kartě více oddílů a z nich startovat libovolný systém.

Multicomp_CycloneIV_Martin_SCR_loader

Navíc je možné vyměňovat soubory přes primární FAT oddíl. Fakt pěkně vyřešeno. Detailnější popis a odkazy najdete na stránkách Jamese Moxhama. Kdo by si chtěl desku postavit, najde tam i schéma a zdrojová data pro Eagle.

A jedna zajímavost nakonec, tu menší desku s Altera Cyclone II použil Victor Trucco na emulaci ZX Spectrum https://www.facebook.com/victortrucco?fref=nf.

Příspěvek byl publikován v rubrice Moderní projekty se štítky , , , , , , . Můžete si uložit jeho odkaz mezi své oblíbené záložky.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *