TODO:
TODO:
以下のコマンドでscalaのprojectをビルドして、Chiselから生成したVerilog file dst/ChiselNes.v を得る。
# sbtが使える環境の場合
$ sbt 'runMain top.ChiselNesDriver --target-dir dst'
# Docker
$ docker-compose run generateeda/quartusprime_lite_21.1/chisel_nes.qpf を Quartus Primeで開き、Compile Design を実行して論理合成した後、Program Deviceで書き込む。
(先の手順で生成した dst/ChiselNes.v がtop-level design entityに指定されており、プロジェクトにはその他IPや制約ファイルなどが含まれている)
ファミコンエミュレータを実際のカートリッジで動作させる目的で設計した。
eda/kicad_6.0.2/nes_peripheral に、KiCADで設計した基板ファイルがあるので、こちらを参照。
- DE0-CVのGPIO0,1に直結可能
- ピンアサインを踏襲していれば、他評価ボード等でも利用可
- GPIO1からカートリッジとのレベル変換回路をまとめてDisableにすることが可能
- カートリッジとの接続
- 3.3V - 5V変換付き
- レベル変換はすべて双方向のため、FPGA側をMaster/Slaveどちらでも利用可能
- 周辺にプローブ用ピンも引き出し済
- 純正/互換コントローラ接続
- 3.3V - 5V変換付き
- 純正回路と同じシフトレジスタICを用いたコントローラ入力
- 3.3Vでプルアップされた入力回路とGNDを公開
- 純正/互換コントローラの回路とは切替可
- MAX98537を使ったI2S-音声出力回路
- 5Vの外部供給
graph LR
GPIO--3.3V CPU/PPU Bus-->TXB0104PW_1
GPIO--Output Enable-->OutputEnableSelect
GPIO--5V-->5VSelect
GPIO-->LED
GPIO-->UserIO
DC_Jack--5V-->5VSelect
5VSelect--5V-->5V
5V--5V-->CartridgeConnector
OutputEnableSelect--Output Enable-->TXB0104PW_1
TXB0104PW_1--5V CPU/PPU Bus-->CartridgeConnector
GPIO--3.3V ShiftRegister I/O-->TXB0104PW_2
JoyPadSerialSel-->TXB0104PW_2
TXB0104PW_2--5V ShiftRegister I/O-->JoyPad0/1_Serial
JoyPadParallelSel-->4021
GPIO--3.3V ShiftRegister I/O-->4021
4021--Parallel IO-->JoyPad0/1_Parallel
GPIO--I2S-->MAX98357
MAX98357--Audio Out-->Speaker
GainSelect-->MAX98357
Digikeyで選定した部品を記載。チップコンデンサを始め、サイズ・機能互換であればこれに限らない。また、不要な回路は実装しなくても問題ない ピンヘッダ、ピンソケットは2.54mm ピッチのものを別途準備すること。
以下のピンアサインになっているためDE0-CVでなくとも利用可能。GPIO0側の5V,3.3Vは利用していない点に注意
| Pin# | GPIO# | KiCad SignalName | Description |
|---|---|---|---|
| 1 | D0 | 3V3_A11 | CPU Bus |
| 2 | D1 | 3V3_O2 | φ2, System Clock |
| 3 | D2 | 3V3_A10 | CPU Bus |
| 4 | D3 | 3V3_A12 | CPU Bus |
| 5 | D3 | 3V3_A7 | CPU Bus |
| 6 | D5 | 3V3_D7 | CPU Bus |
| 7 | D6 | 3V3_A6 | CPU Bus |
| 8 | D7 | 3V3_D6 | CPU Bus |
| 9 | D8 | 3V3_A3 | CPU Bus |
| 10 | D9 | 3V3_D3 | CPU Bus |
| 11 | 5V | NC | GPIO0側は未使用 |
| 12 | GND | GND | |
| 13 | D10 | 3V3_A2 | CPU Bus |
| 14 | D11 | 3V3_D2 | CPU Bus |
| 15 | D12 | 3V3_R/~W | CPU Bus |
| 16 | D13 | 3V3_~ROMSEL | CPU Bus |
| 17 | D14 | 3V3_~IRQ | CPU Bus |
| 18 | D15 | 3V3_~WE | PPU Bus |
| 19 | D16 | 3V3_PA6 | PPU Bus |
| 20 | D17 | 3V3_PA7 | PPU Bus |
| 21 | D18 | 3V3_PA5 | PPU Bus |
| 22 | D19 | 3V3_PA8 | PPU Bus |
| 23 | D20 | 3V3_PA2 | PPU Bus |
| 24 | D21 | 3V3_PA11 | PPU Bus |
| 25 | D22 | 3V3_PA1 | PPU Bus |
| 26 | D23 | 3V3_PA12 | PPU Bus |
| 27 | D24 | 3V3_PD1 | PPU Bus |
| 28 | D25 | 3V3_PD6 | PPU Bus |
| 29 | 3.3V | NC | GPIO0側は未使用 |
| 30 | GND | GND | |
| 31 | D26 | 3V3_PD2 | PPU Bus |
| 32 | D27 | 3V3_PD5 | PPU Bus |
| 33 | D28 | 3V3_JOY1_P/~S | 1Player Controller |
| 34 | D29 | 3V3_JOY1_DO | 1Player Controller |
| 35 | D30 | 3V3_JOY1_RSV | 1Player Controller |
| 36 | D31 | 3V3_JOY1_CLK | 1Player Controller |
| 37 | D32 | 3V3_I2S_BCLK | Audio Codec |
| 38 | D33 | 3V3_I2S_LRCLK | Audio Codec |
| 39 | D34 | 3V3_I2S_~SD_MODE | Audio Codec |
| 40 | D35 | 3V3_I2S_DIN | Audio Codec |
| Pin# | GPIO# | KiCad SignalName | Description |
|---|---|---|---|
| 1 | D0 | 3V3_A9 | CPU Bus |
| 2 | D1 | 3V3_A13 | CPU Bus |
| 3 | D2 | 3V3_A8 | CPU Bus |
| 4 | D3 | 3V3_A14 | CPU Bus |
| 5 | D3 | 3V3_A5 | CPU Bus |
| 6 | D5 | 3V3_D5 | CPU Bus |
| 7 | D6 | 3V3_A4 | CPU Bus |
| 8 | D7 | 3V3_D4 | CPU Bus |
| 9 | D8 | 3V3_A1 | CPU Bus |
| 10 | D9 | 3V3_D1 | CPU Bus |
| 11 | 5V | BOARD_5V | J8 CONN_5VSEL次第で使用する |
| 12 | GND | GND | |
| 13 | D10 | 3V3_A0 | CPU Bus |
| 14 | D11 | 3V3_D0 | CPU Bus |
| 15 | D12 | 3V3_~RD | PPU Bus |
| 16 | D13 | 3V3_~VRAMCS | PPU Bus |
| 17 | D14 | 3V3_VRAMA10 | PPU Bus |
| 18 | D15 | 3V3_~PA13 | PPU Bus |
| 19 | D16 | 3V3_PA4 | PPU Bus |
| 20 | D17 | 3V3_PA9 | PPU Bus |
| 21 | D18 | 3V3_PA3 | PPU Bus |
| 22 | D19 | 3V3_PA10 | PPU Bus |
| 23 | D20 | 3V3_PA0 | PPU Bus |
| 24 | D21 | 3V3_PA13 | PPU Bus |
| 25 | D22 | 3V3_PD0 | PPU Bus |
| 26 | D23 | 3V3_PD7 | PPU Bus |
| 27 | D24 | 3V3_PD3 | PPU Bus |
| 28 | D25 | 3V3_PD4 | PPU Bus |
| 29 | 3.3V | 3.3V | |
| 30 | GND | GND | |
| 31 | D26 | 3V3_RSV0 | 5V側で取り出し可能 |
| 32 | D27 | 3V3_RSV1 | 5V側で取り出し可能 |
| 33 | D28 | USER_GPIO1 | ピンソケットJ1に引き出し済 |
| 34 | D29 | USER_LED | OnBoard LED |
| 35 | D30 | 3V3_JOY2_MICIN | 2Player Controller |
| 36 | D31 | USER_GPIO0 | ピンソケットJ1に引き出し済 |
| 37 | D32 | 3V3_JOY2_DO | 2Player Controller |
| 38 | D33 | 3V3_JOY2_CLK | 2Player Controller |
| 39 | D34 | 3V3_JOY2_P/~S | 2Player Controller |
| 40 | D35 | 3V3_OE_IN | Lowの間はレベル変換をHi-Zで切り離せる |
eda/kicad_6.0.2/nes_peripheral にある基板設計データは、 CC BY-NC 4.0 の範囲で利用を許可する。
例えば、本基板の設計データか内容を改変したデータを用い、製造した製品を営利目的で販売する行為は禁止である。