PiZx: Clon barato de spectrum con FPGA (WIP)

[antoniovillena]

Antes de correr a hacer ninguna placa. ¿Cuáles serán las especificaciones? ¿Cómo se leeran los programas? ¿Habrá entrada de audio o funcionará con un lector SD? En tal caso, ¿qué rutinas se usarán para acceder a la tarjeta y emular la cinta? ¿Se le podrá conectar un mando USB o habrá que jugar sólo con teclado? ¿Alimentación por USB, fuente, pilas, batería?

Las especificaciones son las mismas que el clon con el que estoy haciendo el tuturial.

• XC3S200AN, nos ahorramos el chip de Flash.
• Chip de SRAM K6R4016V1D, sólo usaremos 8 de los 16bits, si alguien encuentra otro de 8bits más barato se cambia.
• Oscilador de 25MHz.
• Circuito EAR de Superfo, con un sólo transistor.
• Circuito de video basado en AD724 con cristal de 4.43MHz.
• Conector PS/2 para teclado, RCA para video compuesto, Jack para audio stereo.
• Conector JTAG+EAR en tira de 7 pines
• Conector S-Video opcional y zócalo para SD.
• 2 reguladores de tensión, uno de 5 a 3.3V y otro de 3.3V a 1.2V
• Puerto de expansión en 3 tiras de pines macho de 16 pines cada una, con correspondencia a pines de la FPGA.
• Conector de alimentación mini-USB ó micro-USB. Los micro-USB nunca los he usado, pero es el que usa la RasPi.

Estas son las especificaciones técnicas del hardware, lo que le metas ya es otra cosa. Pero para que os hagáis una idea, en el tutorial le he metido: +2A con timings de 48K, modos all RAM, sonido estéreo AY+speaker, teclado PS/2, entrada de audio EAR, reset y NMI a través del teclado, scroll hardware y le estoy intentando meter ZXMMC pero todavía no funciona.

-- Actualizado 29 Jul 2013, 14:39 --

Respecto a enchufarle un mando USB, no habrá conectores USB, no sé si puedes adaptarlo al puerto de expansión, supongo que sí. Pero es mucho más sencillo adaptar un conector DB9 y enchufarle un mando norma Atari (como los de la megadrive).

[mcleod_ideafix]

[*]2 reguladores de tensión, uno de 5 a 3.3V y otro de 3.3V a 1.2V

Pequeño apunte: es mala idea hacer la regulación de 1.2V desde la toma de 3.3V . Conseguirás que el regulador de 3.3V se caliente como el infierno. Todas las regulaciones deberían tener como entrada la toma principal de tensión (5V).

[antoniovillena]

[*]2 reguladores de tensión, uno de 5 a 3.3V y otro de 3.3V a 1.2V

Pequeño apunte: es mala idea hacer la regulación de 1.2V desde la toma de 3.3V . Conseguirás que el regulador de 3.3V se caliente como el infierno. Todas las regulaciones deberían tener como entrada la toma principal de tensión (5V).

Gracias por el aviso, tenía pensado copiar los esquemas de la MOD-VGA, que regula de 3.3V a 1.2V.

[jrodriguezv]

Una prefunta un poco offtopic, ¿la FPGA valdría para implementar también otros cores como el Amstrad CPC (http://www.cpcwiki.eu/index.php/CPC_TREX)?

[mcleod_ideafix]

Una prefunta un poco offtopic, ¿la FPGA valdría para implementar también otros cores como el Amstrad CPC (http://www.cpcwiki.eu/index.php/CPC_TREX)?

No estoy seguro. El core Z80 ya se come bastantes recursos de una Spartan de 200K puertas, y el Amstrad tiene además el AY-3-8912, el PPI y el CRTC. Igual cabe con un poquito de ayuda.
De lo que estoy casi seguro que no cabe es un MSX. Tiene practicamente lo msmo que el Amstrad (AY, PPI) y además, el chip de video es más complejo que el del Amstrad o el del Spectrum.

Por otra parte... ¿cuántos bits por color primario sacaría este clon? Si solo saca 1 bit por cada color primario, más el brillo, y pretedes más tarde incorporar cosas como la ULAplus, que necesita 3 bits por color primario, necesitarías emular una señal analógica en esos pines usando sigma-delta, y en este último caso, sugiero entonces que el reloj que se use no sea de 25MHz, sino de 50MHz, ya que será más fácil (y estable) alcanzar las altas frecuencias que se necesitan para ese sigma-delta.

[antoniovillena]

Es lo que dice McLeod, nunca se sabe hasta que no lo intentas.

Este clon es 1bit más brillo, desde primera hora intenté hacerlo lo más sencillo posible. No obstante, y a no ser que falten pines para el puerto de expansión que es muy probable, tengo pensado calcar el DAC de 3 bits por canal que hay en la MOD-VGA. Pero vamos que me parece bien usar un oscilador de 50MHz en lugar del de 25MHz. Por cierto en tu reemplazo de ULA tienes puesto un cristal en vez de un oscilador, yo había pensado usar oscilador pero, ¿qué recomiendas?

[mcleod_ideafix]

Por cierto en tu reemplazo de ULA tienes puesto un cristal en vez de un oscilador, yo había pensado usar oscilador pero, ¿qué recomiendas?

No, no es un cristal, es un oscilador que da directamente el reloj de 50MHz a 3.3V . No suelo ver cristales en diseños FPGA, sino directamente osciladores.

[antoniovillena]

No, no es un cristal, es un oscilador que da directamente el reloj de 50MHz a 3.3V . No suelo ver cristales en diseños FPGA, sino directamente osciladores.

Ya me extrañaba a mí. Entonces el cristal que vi sería para generar video compuesto.

[mcleod_ideafix]

No, no es un cristal, es un oscilador que da directamente el reloj de 50MHz a 3.3V . No suelo ver cristales en diseños FPGA, sino directamente osciladores.

Ya me extrañaba a mí. Entonces el cristal que vi sería para generar video compuesto.

Ah! Sí, ese es un cristal estándar de 4.43MHz para el video compuesto

[antoniovillena]

Por cierto McLeod, ¿has encontrado algún sitio donde te fabriquen la PCB y te monten los componentes para tu reemplazo de ULA? Si es así, ¿cuáles son los precios aproximados y de cuánto es la tirada mínima?

Creo que podría extrapolarse el precio del reemplazo de ULA con el del clon, por el tamaño de la placa y los componentes que lleva vendría a costar aproximadamente lo mismo que el clon.