Точный FPGA клон Sega Megadrive уже близок!

[HardWareMan]

Команда на канале практически закончила декап сегачипов. Нюк даже замутил уже низкоуровневый эмулятор и даже переложил его в FPGA.  В общем, собрал я на основе деталек одной тушки вот такую кастомную борду:


Основное назначение этой платы в поэтапной замене каждого из ASICов моделью, реализованной в CPLD/FPGA и проверкой в реальном железе в родном окружении. Сами модули с ASICами позволяют легко подключать логический анализатор к любой ножке. На данной борде реализовано расширенное основное ОЗУ до 2МБ:

ОЗУ может быть аппаратно ограничено до стандартных 64КБ. Так же расширено ОЗУ у Z80 до 16КБ, которое так же может быть урезано до стандартных 8КБ:

А ещё тут установлено 128КБ VRAM, максимальный размер, с которым может работать VDP. При этом выбор между стандартными 64КБ и расширенными 128КБ задаётся через регистр управления самого VDP, тут никакой внешней логики даже не надо:

У VDP выведен его цифровой порт пикселей на отдельный IDC хидер:

Кодер использовал CXA2045M, в стандартной схеме из датащита:

Блок питания цифровой части импульсный, выполнен на LM2696S-5.0 по стандартной схеме из датащита, но разводка позволяет поставить LM2576-ADJ с соответствующими сопротивлениями обратной связи. Звук собран на стандартных операционниках 4558 по классической схеме из оригинальной приставки:

Система поддерживает все возможные режимы для данной приставки. Для этого установлено оба кварцевых генератора. Для выбора режимов используется CPLD EPM7032, которая коммутирует эти генераторы, задаёт режим для ОЗУ и региона:


Собственно, вот такое оно получилось. Перехожу к реализации своей давней мечты.

[HayaoYokogawa]

То есть главное отличие от того же Analogue Mega Sg заключается в том, что здесь каждый чип будет отдельно реализован на FPGA?
И будет ли это в открытом доступе потом?

[HardWareMan]

То есть отличие от того же Analogue Mega Sg заключается в том, что здесь каждый чип будет отдельно реализован на FPGA?
И будет ли это в открытом доступе потом?

Оно и в одночиповом оригинале всё раздельно внутри:


Что касается доступов, то как минимум есть репа от Нюка.

PS  Analogue Mega Sg основана не на декапе. На данный момент существует несколько проектов MD на FPGA, даже есть корки для MiSTER. Но они не основаны на декапе а лишь повторяют пересказ некоторых достаточно точных эмуляторов.

[Rumata]

Взята версия с минимальной степенью интеграции. Соответственно каждый узел можно заменять отдельно. В итоге всё можно и в один чип поместить, что в оригинале и было сделано. Но предварительно всё можно проверять по частям.

[HardWareMan]

Взята версия с минимальной степенью интеграции. Соответственно каждый узел можно заменять отдельно. В итоге всё можно и в один чип поместить, что в оригинале и было сделано. Но предварительно всё можно проверять по частям.

Ещё бы сделать тесты оборудования, которое редко использовалось в официальных играх. Например, UART в IO, который у всех 3х портов. Но, думаю, со временем это всё организуется. А, ещё и расширенное VRAM бы потестить. Насколько известно, 128К стояло только у Terra Drive, возможно среди его софта есть какой тест?

[Rumata]

О Терра Драйве в основном известно то, что он существует Были ещё аркады с этим VDP, там тоже были какие-то отличия.
Третий порт - это модем, так что некоторое официальное использование есть.

[Умный]

Чипы ТА и SE , вроде именно мульт отличаются друг от друга,в игре Alien solder на чипах TA в паузе нет шкалы для установки скорости геймплея быстрей/медленней, на плате с SE чирами в паузе данный бегунок/шкала присутствует. Это что касается декапа, видимо клоны оригинальных чипов все же не одинаковы. Или может я чего не так делаю, не знаю

[quq_CCCP]

Интересный проект, собственно та-06wa полно на водолее, нужно только Ta-04 + ta-05 сделать.

[Rumata]

Кстати, интересный чип попался тут: TA-06E

[HardWareMan]

Чипы ТА и SE , вроде именно мульт отличаются друг от друга,в игре Alien solder на чипах TA в паузе нет шкалы для установки скорости геймплея быстрей/медленней, на плате с SE чирами в паузе данный бегунок/шкала присутствует. Это что касается декапа, видимо клоны оригинальных чипов все же не одинаковы. Или может я чего не так делаю, не знаю

Смотрим мануал:

Пробуем:


Чипсет ТА, всё работает. 

[Умный]

WA - это vdp , который имеет внутренний кодер и генератор для внешнего кварцевого генератора?

Добавлено позже:
Хм... Ну явно перепроверял не раз. Проверю еще сегодня и точно посмотрю на надписи на чипах, может буковка какая есть на чипе левая

[HardWareMan]

Кстати, интересный чип попался тут: TA-06E

Интересно, что он означает? Я знаю, что TA-06W это суть 315-5313А. Немного исправленный 315-5313 который суть обычный ТА-06. Но я так же знаю, что есть двухчиповые клоны, где один чип так же ТА-06, но не помню суффикс, так вот они имеют на борту PLL и способны работать от резонаторов разной частоты: 26, 17 и ещё какой-то. Помимо того, что и от генераторов работают. Там часть ног пиксельного порта задействовано под конфигурирование этого.

[NukeYKT]

Я знаю, что TA-06W это суть 315-5313А. Немного исправленный 315-5313 который суть обычный ТА-06.

315-5313A (FC1001) это просто die-shrink оригинального 315-5313 (YM7101). Возможно что-то фиксилось в ревизиях обычного YM7101, их было 3 (rev C, rev D и rev E). Фотки всех 3 ревизий у нас есть (спасибо @org), но отличий пока я не нашел.

[Rumata]

WA - это с осциллятором. W - не помню. Есть ещё S / SD, но они в мелких корпусах. А Е выглядит как обычная 06, включена так же. Первый раз, кстати, вижу

[Rumata]

15-5313A (FC1001) это просто die-shrink оригинального 315-5313 (YM7101)

Сеговские партнамберы вообще штука тёмная Судя по их документации одна и та же микросхема может идти под разными номерами.

[HardWareMan]

315-5313A (FC1001) это просто die-shrink оригинального 315-5313 (YM7101). Возможно что-то фиксилось в ревизиях обычного YM7101, их было 3 (rev C, rev D и rev E). Фотки всех 3 ревизий у нас есть (спасибо @org), но отличий пока я не нашел.

Пишут такое:

I've heard that on the earlier models of MD1s, the VDP actually had a bug involving the sprite limit. If there were too many sprites in a certain line, it could actually interfere with some of the Scroll High layers as well!

The result of this is that if you put a lot of sprites on the screen in, for example, Sonic 1's Marble Zone, you'd get lines of the floating pillars disappearing. This is normal, since the pillars are also on the sprite layer. However, with the older MD1s, you'd also get lines of the Scroll High layer (unmoving ground) disappearing as well, showing the Scroll Low layer through it!

И даже TmEE подтверждает:

I've seen it in a video a friend (Epicenter, the DarkSea guy etc.) showed me some years ago... I never tried it myself... I still haven't.....

В моей VA4 тоже 315-5313 без суффикса А, но я не знаю, какой она ревизии. Надо бы проверить на этой игре.

[HardWareMan]

Сеговские партнамберы вообще штука тёмная Судя по их документации одна и та же микросхема может идти под разными номерами.

Ну, вскрытие показало, что большинство имеет ямаховское клеймо на кристалле. Про которое Нюк и говорит в скобках.

[HardWareMan]

WA - это с осциллятором. W - не помню. Есть ещё S / SD, но они в мелких корпусах. А Е выглядит как обычная 06, включена так же. Первый раз, кстати, вижу

Ещё 12 лет назад рапортавали за 315-5313A-01. Я лично не видел.

[NukeYKT]

кстати ямаха всегда свои партнамбера и ревизии чипов также писали на корпусе

[Rumata]

То, что FC, FF, FJ - это Yamaha, понятно. Я немного о другом: тот же FC1004 может быть 315-5487, 315-5660, 315-5708. Ну и где-то в документации что-то (типа Z80) для разных регионов шло под разными номерами. Подробности надо уточнять.

[NukeYKT]

у FC1004 множество ревизий было, по крайней мере существуют B, E, I, M. Часть из них залочена для работы только в NTSC режиме, при попытке перевода в PAL тупо часть арбитра отключается.

315-5487 - ревизии от B до M
315-5660 - только ревизия M
315-5708 - тоже только ревизия M

также есть FC1004-X где просто пин NTSC напрямую подключен к 5v. ревизия тоже M

[Rumata]

О том и речь, ревизия одна, номера разные

А про -Х я уже давно писал, это известно ещё с 90-х

[Умный]

Кто скажет, а это тогда что? Единственное, что мне известно то , что чипы этой серии ставились в 'мобильные' консоли типа сега номад , у него меньшее потребление , но при всем этом абсолютно ни в чем не урезана по функционалу. Интересно, что чип стоит в smd2 asia va1.8

[Segaman]

А у меня есть самопальный тестер режима 128кб.
На обычно сеге, все в квадратную кашу превращается.
Посмотреть бы, как на 128кб сежке будет работать.

[GBA]

Возможно, вопрос покажется очень странным, но не судите строго
Можно как-то эту 128кб VDP подсунуть сеге на карике, т.е. Что бы сега юзала её вместо стандартной?

[Segaman]

Возможно, вопрос покажется очень странным, но не судите строго
Можно как-то эту 128кб VDP подсунуть сеге на карике, т.е. Что бы сега юзала её вместо стандартной?

нет канеш. это ж не денди.
тут вся видео память не то что на плате, она центральному процессору то недоступна.
через порт данные последовательно пихает

[HardWareMan]

Segaman, проверил, результат:

Пробовал на обычной VA4 и там характер матраса отличается. А можно посмотреть исходники чтобы понять, что делается вообще?

Похоже, что ты просто включаешь режим 128К. Но тогда память становится 16 бит и её надо перегружать данными по новой. В 128К режиме VRAM переключается в 16 битный режим, что ускоряет работу с ней, даже если использовать только 64К из неё. Вот тут есть детали об организации памяти в разных режимах: https://docs.google.com/document/d/1ST9GbFfPnIjLT5loytFCm3pB0kWQ1Oe34DCBBV8saY8/pub

[NukeYKT]

на моей fpga сеге такое рисуется

[HardWareMan]

Sonic 3 в режиме 128К - работает!

[Умный]

Ящик бомбовский!