Nueva FPGA Arcade Papilio PRO

[jepalza]

Los de Gadget-Factory han remodelado su Papilio normalita, sacando una versión PRO.
En lugar de volver a poner la Spartan 3E (de 500k) como era habitual, han puesto una Spartan 6 LX9 y le han añadido lo que siempre se hecha en falta, SDRAM, en concreto 8megas (64mbits).

Eso le da "vidilla" y la convierte en una de las FPGA para Arcade (o micros sencillos) mas baratas del Mercado. Ideal para entrenarse en esto del mundillo FPGA.
La pega, es que, a pesar de ser barata, sale por unos 80€ con gastos...

[jepalza]

Si queréis ver una comparación entre vieja y nueva, la tenéis AQUI

Aprovecho y pregunto: Mcleod_Ideafix, tú que estás mas puesto en esto de las FPGA, ¿Qué opinas de esta? ¿Merece la pena ahora que lleva RAM externa?
Según leo, es al menos el doble de una Spartan 3D 500k, y eso ayuda a poder meter micros majos, al menos, un Spectrum 48k ya entra. ¿Me equivoco?

Es que me estoy pensando coger una.

[mentalthink]

Si Jepalza esto lo ví cuando pusé el post aquel que me comentabas que las Xylinx son más chungas de programar que las Altera, yo no entiendo sobre esto, pero ostia!!! 80€, me parece caro, claro quzás hacer estós chips es realmente complejo...

Gracias por el link...

[antoniovillena]

Muy interesante.

Pongo el enlace para comprar en seeedstudio:
http://www.seeedstudio.com/depot/papili ... th=132_192

Cuesta 65 euros al cambio, que no está nada mal para el bicho que es. Es mucho más potente que la MOD-VGA pero tiene el inconveniente de que es más cara y necesita más circuitería para sacar audio, teclado ps/2 y dac de video para RGB. También te puedes comprar esto para facilitarte la vida:
http://www.seeedstudio.com/depot/papili ... th=132_192

Edito:

¿Al menos un Spectrum 48K?

Yo diría que al menos una SNES o una Megadrive

[jepalza]

Con el chisme es que comentas, Antoniovillena, el que le da puertos extras, según estoy viendo, aún le sobran unos 8 pines al Xilinx, para poder poner una entrada de audio en caso de hacerse un Spectrum.
Mas o menos distingo que se gastan unos 10 para la VGA, 2+2+2 para los dos ps2 y el audio estéreo, 4 para leds, 5 para botones, y unos 16 para mandos, total unos 40-41 pines de los 48 que anuncian libres, y justo veo que hay unos 8 huecos sin soldar.

Me estoy picando con el chisme, por que sale unos 80€ todo, y se queda en un cacharrillo majo. Mejor con diferencia que el OLS o el Papilio 500k

[mcleod_ideafix]

Esta LX9 veo que tiene más recursos lógicos que la 3E-500 (pero no muchos más). De lo que sí tiene es memoria interna, 72KB (dicen en la página del Papilio "justo lo necesario para implementar un Commodore 64"). Una cosa chula es que lleva bloques DSP, que entre otras cosas te permitirían sintetizar una versión 100% digital del SID del Commodore sin mucha dificultad.

Por otra parte, la memoria SDRAM que le han puesto.... bueno, es SDRAM, lo que significa que no es tan fácil de usar como una SRAM. La máquina de estados que hay que construir para activar filas, columnas, refresco, etc, puede llegar a ser un poco compleja: http://hamsterworks.co.nz/mediawiki/ind ... Controller

Compleja en este caso no es problema para el LX9, pero sí lo es en términos de velocidad de lectura. Con la máquina más simple, una lectura tarda 11 ciclos de reloj (un reloj de 100MHz), lo que te da una velocidad equivalente a una memoria de unos 110ns. A esa velocidad no podrías, por ejemplo, multiplexar esta memoria para su uso por dos buses diferentes si estos son más rápidos (ULA y Z80 en el caso del Spectrum, o Z80 y generador de caracteres en el caso del Jupiter ACE). Sí podrías implementar sistemas de bus único, como el Amstrad CPC, o el Commodore 64.

Para el Spectrum 48K o el Jupiter ACE, habría que implementar dos memorias usando por una parte la SDRAM externa para su uso por el Z80, y la BRAM interna para que hiciera de memoria de video/memoria contenida. De esa forma sí que puedes implementar un Spectrum 128K/+2A con todas sus cositas.

[jepalza]

Vaya, me estaba informando sobre el Xilinx LX9 ese, a ver que tal era, y veo que ya has estado tú tambien. Iba a comentar que era un pelín inferior al 500k del Spartan 3E, unas 9200 puertas lógicas frente a las 10500 del 3E, pero con mas RAM (unos 90k) y mejor DSP.

Lo que no he visto es lo de la SDRAM que comentas. Ahí has estado mas vivo. No he pensado en los tiempos. La complejidad sería lo menos, si lo tienes ya preparado.
La verdad, que por 65€ con gastos, no es caro, y es semejante al 3E.

[mcleod_ideafix]

Iba a comentar que era un pelín inferior al 500k del Spartan 3E, unas 9200 puertas lógicas frente a las 10500 del 3E, pero con mas RAM (unos 90k) y mejor DSP.

Lo que has visto no son las puertas lógicas, sino las "logic cells" (celdas lógicas), y el contenido de una celda lógica es diferente según la arquitectura.
Mira mejor las "slices", porque te dice de qué están compuestas:
- La Spartan 6 LX9 tiene 1430 slices. Cada slice tiene 4 LUTS y 8 flip-flops. Una LUT (look-up table) de la Spartan 6 es un circuito combinacional reconfigurable que tiene 6 entradas y una salida. Puedes verlo como una pequeña ROM de 6 bits en el bus de direcciones y 1 bit en el bus de datos, y se emplea para esto para implementar cualquier circuito combinacional que se te ocurra que tenga hasta 6 entradas. Lo que se mete en la LUT no es más que la tabla de verdad de ese circuito.
La Spartan 6 tendría por tanto, 1430*4=5720 LUTs en total, y 1430*8=11440 flip-flops (que puedes usar para latches, registros, etc)
- La Spartan 3E-500 tiene 4656 slices, y cada una tiene 2 LUT's de 4 entradas y 2 flip-flops. Así que la Spartan 3E-500 tiene en total 9312 LUT's y 9312 flip-flops.

Uno podría pensar por tanto que la Spartan 3E tiene más recursos lógicos que la 6 (9000 y pico LUTs frente a 5700 de la Spartan 6), pero el problema de la Spartan 3E es que no puedes usar los LUT's para lo que quieras. De hecho, la mitad de los LUT's de la Spartan 3E puedes usarlos para lo que quieras (circuitos combinacionales o combinacional-secuencial, como por ejemplo registros, latches, o registros de desplazamiento) mientras que la otra mitad sólo puedes usarla para circuitos lógicos.

Así, se puede decir que la Spartan 3E es mejor que la Spartan 6 para diseños con una densidad grande de circuitos lógicos, y la Spartan 6 es mejor para diseños en los que haya muchos registros y cosas así (más flip-flops, más memoria, y mayor libertad a la hora de decidir qué hacer con una LUT)

Para el tipo de cosas que tengan que ver con retroinformática, creo que ambas son igual de buenas. Las menos LUT's del Spartan 6 se complementan con que cada LUT puede implementar un circuito más complejo. Por ejemplo: en el clon Harlequin del Spectrum, el circuito que se encarga de generar la salida VSyncEn a partir de las salidas del contador de líneas puede implementarse en una única LUT de la Spartan 6 (en este caso sustituiría a 4 puertas lógicas). En la Spartan 3E necesitaría 2 LUTs.

En general, una LUT de n entradas equivaldrá a un circuito que contenga n puertas NOT, 2^n puertas AND de n entradas cada una, y una puerta OR de 2^n entradas. En la Spartan 6 por tanto hablamos de 6 NOT, 64 AND y 1 OR. En la Spartan 3E hablamos de 4 NOT, 16 AND y 1 OR.

Así, si quieres una comparación a nivel de puertas lógicas (aunque sería una comparación muy grosera), la Spartan 3E-500 ofrece el equivalente hasta 195552 puertas lógicas para circuitos combinacionales, y la Spartan 6 LX9 ofrece el equivalente hasta 406120 puertas lógicas.

[mcleod_ideafix]

En general, una LUT de n entradas equivaldrá a un circuito que contenga n puertas NOT, 2^n puertas AND de n entradas cada una, y una puerta OR de 2^n entradas. En la Spartan 6 por tanto hablamos de 6 NOT, 64 AND y 1 OR. En la Spartan 3E hablamos de 4 NOT, 16 AND y 1 OR.

Poniéndolo en puertas de 1 ó 2 entradas y una salida, una puerta AND de n entradas es equivalente a n-1 puertas AND de 2 entradas, y una puerta OR de 2^n entradas es equivalente a 2^n-1 puertas OR de 2 entradas. Con esto tendríamos que una LUT-6 equivaldría a 6 NOT, 320 AND y 63 OR, o sea, unas 389 puertas lógicas. Una LUT-4 serían 4 NOT, 48 AND y 15 OR, es decir, 67 puertas.

Una Spartan 6 tendría por tanto el equivalente lógico de 5720*389=2.225.080 puertas lógicas "estándar". Una Spartan 3E, 9312*67=623.904 puertas lógicas "estándar".

Pero vuelvo a repetir que estas comparaciones son muy "groseras" ya que el uso que se le da a las LUT's dependen del tipo de circuito a implementar. De hecho en una FPGA no todas las LUT's se pueden usar para lógica. En algunos casos, las LUTs se usan para rutar señales de un sitio a otro (imagínate rutar un circuito complejo usando una sola cara. Pues para saltar por encima de otras pistas, usas LUTs)

[jepalza]

Buena explicación, si señor, me ha gustad mucho, muy aclaratoria. En resumen, es buen cacharro, quitando lo de la SDRAM. Pero con tanto PIN libre(48) se puede poner SRAM aparte. Probablemte lo compre.