PiZx: Clon barato de spectrum con FPGA (WIP)

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antoniovillena
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PiZx: Clon barato de spectrum con FPGA (WIP)

Mensajepor antoniovillena » 28 Jul 2013, 15:31

Tras cacharrear con la placa MOD-VGA en mi tutorial y llegar sin problemas a implementar un +2A se me ha ocurrido que se puede diseñar una placa específica para un clon de Spectrum. Básicamente sería calcar todo el montaje que tengo y meterlo todo en una pequeña PCB. La FPGA es baratita, cuesta unos 6 euros y es el compente más caro (XC3S200A). A esto habría que añadirle un chip de SRAM, una SPI ROM (no hace falta si nos decantamos por XC3S200AN), un oscilador, un AD724 para sacar video compuesto y un par de reguladores de tensión.

Mi idea es copiar el layout de una RasPi, de esta forma no tendremos problemas para buscarle una carcasa. Por supuesto el firmware tiene que ser actualizable vía cinta o tarjeta SD, cosa que por ahora no está implementada. No sé, ¿qué opináis? El precio final rondaría los 30 euros.
Última edición por antoniovillena el 01 Ago 2013, 10:09, editado 1 vez en total.

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Re: Idea: Clon barato de spectrum con FPGA

Mensajepor radastan » 28 Jul 2013, 16:13

Apúntame a una placa con componentes.

Es más, creo que se podría pedir con los componentes montados, ¿no? así evitamos calvarios con el SMD y como son pocos componentes el sobrecosto sería muy bajo.
Yo tengo una máquina del tiempo, se llama ZX Spectrum, siempre me devuelve a los buenos momentos.
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Re: Idea: Clon barato de spectrum con FPGA

Mensajepor mentalthink » 28 Jul 2013, 16:15

Pues yo me apunto también aunque si pudiera ser que viniera emsamblada la cosa, de hecho aún no he hecho funcionar el clon de ZX :oops: :oops:

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Re: Idea: Clon barato de spectrum con FPGA

Mensajepor jrodriguezv » 28 Jul 2013, 16:22

Me encanta la idea! Un Spectrum en una caja de raspberry pi. Me apunto!! Eso si, si vienen ensambladas que soy un torpe...

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Re: Idea: Clon barato de spectrum con FPGA

Mensajepor antoniovillena » 28 Jul 2013, 16:49

radastan escribió:Apúntame a una placa con componentes.

Es más, creo que se podría pedir con los componentes montados, ¿no? así evitamos calvarios con el SMD y como son pocos componentes el sobrecosto sería muy bajo.


Pues no conozco ningún sitio donde te monten los componentes, pero sería lo suyo. Yo puedo ir haciendo los esquemas pero necesito a alguien que se encargue de diseñar la PCB, a mí no se me da muy bien. Lo bueno que tienen las FPGAs es que el ruteado es sencillo, podemos tener el pin que queramos de la FPGA en el lugar que más nos guste.

Ventajas:
  • Precio. No sería muy caro puesto que la FPGA es de gama baja.
  • Diseño. Al ser un circuito programable, no hay que meterle mano al hardware para estar actualizado.
  • Prestaciones. Cubre toda la gama de los spectrums, y se le pueden meter añadidos fácilmente.
  • Facilidad de uso. Sería enchufar y listo, no hay que ir soldando cosas.

Inconvenientes:
  • Fabricación. Tenemos que encontrar un sitio donde te vendan las PCBs ya montadas. Habría que ver cual es la tirada mínima y el sobrecoste del montaje.
  • Actualización. Hay que implementar que la FPGA escriba sobre su SPI ROM para actualizarse.
  • Hardware. En principio no tiene puerto de expansión. El principal inconveniente es que a nivel eléctrico la FPGA funciona con otros voltajes, aparte que por el tamaño de la carcasa no nos cabría.
  • Puristas. Hay mucha gente que piensa en la síntesis FPGA como una especie de emulación y no es así. Una raspberry con un emulador haría algo parecido, pero no es lo mismo: para empezar el arranque sería instantáneo.

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Re: Idea: Clon barato de spectrum con FPGA

Mensajepor flopping » 28 Jul 2013, 17:51

Pues es una buena idea, yo me apunto a uno o dos segun precios, ¿Seria posible meterle el bus de expansión aunque fuera por medío de algún tipo de conector( o dos conectores o similar, podrías dejar los pads para soldar en ellos directamente) y luego hacernos un adaptador para conectar los posibles interfaces que tengamos?, es que es una lastima tener un clon de spectrum sin posibilidad de meterle interfaces, aunque fuera mas grande el interface que el propio clon, pero seria una buena opción, se que habría que convertir niveles y demás, pero podríamos contemplar lo, aunque solo fuera como una opción, quien lo quisiera l pone y quien no, pues no.

Yo no veo problema alguno en que sea una FPGA, pues ya tenemos clones en electrónica normal y ahora no estaría de mas tenerlos en chips programables, así como dices, se pueden actualizar o modernizar sin añadir electrónica adicional o quizá muy poca, así que lo veo una muy buena opción, respecto al ruteado, ya sabes, a ver si nuestro querido amigo Don superfo, nos hiciera el favor de ayudarnos con esa placa, ya que a el se le da de miedo lo del ruteado.

Si te decides a hacer alguna tirada comentado en mas foros, así cuantos mas seamos, mejor y mas barato nos puede salir el tema, respecto a lo del montaje, creo que igual Jepalza puede decirte algún sitio, ya que cuando se hizo el clon del Jupiter Ace, algunos venían montados de fabrica, por lo que supongo que es posible que nos hagan las placas y nos pongan, si no todos, por lo menos, los componentes mas complicados, ya iras contando avances, salu2.
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Re: Idea: Clon barato de spectrum con FPGA

Mensajepor antoniovillena » 28 Jul 2013, 18:22

El conector de expansión es un problema doble: hay que meterle circuitería para pasar de 3.3V a 5V y encontrar un conector pequeño en el que quepan muchos pines. En el tema de la circuitería no tengo mucha idea, ten en cuenta que hay líneas bidireccionales como el bus de datos que no sé cómo habría que conectarlas. En cuanto al conector, voy a poner una lista a ver si estáis de acuerdo:

  • SD, jack, rca, micro-usb. Misma funcionalidad que en la RasPi: Tarjeta SD, salida de audio, salida de video compuesto y alimentación respectivamente.
  • HDMI. Conector custom para el JTAG y el puerto EAR.
  • Ethernet. Conector PS/2 para el teclado.
  • Doble USB. Conector de expansión.

En resumen, hay que buscar un conector que tenga 56 contactos (en realidad se puede quedar en cuarenta y pico) y que tenga el tamaño de dos puertos USB apilados. A este conector enchufaríamos una placa adaptadora que sacaría el puerto de expansión, la circuitería que adapta los voltajes puede ir en la placa principal, pero no sería mala idea ponerlos en esta placa adaptadora, así abaratamos el coste de la placa principal para la gente que no quiera dicho añadido.

Yo me presto a hacer los esquemáticos salvo la parte que adapta las tensiones, a la programación de la FPGA y si fuera necesario a encargar los prototipos. Pero necesitamos alguien que se encargue de la PCB y de la tirada final. No quiero que la gente se haga falsas ilusiones, si no hay colaboradores esto se queda en vaporware.

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Re: Idea: Clon barato de spectrum con FPGA

Mensajepor scooter » 28 Jul 2013, 18:32

El conector de expansión podría ir a pines como la raspi, el que no lo quiera que no lo monte. En la placa auxiliar buffers 3 a 5V y el conector edge.

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Re: Idea: Clon barato de spectrum con FPGA

Mensajepor antoniovillena » 28 Jul 2013, 18:42

scooter escribió:El conector de expansión podría ir a pines como la raspi, el que no lo quiera que no lo monte. En la placa auxiliar buffers 3 a 5V y el conector edge.


El conector de la RasPi es un header de 2x13= 26 pines. Nosotros necesitamos el doble. Así que o bien utilizamos dos headers (con sus dos correspondientes fajas) sin la posibilidad de poder cerrar la carcasa, o bien un conector de este estilo pero con más pines:

Imagen

-- Actualizado 28 Jul 2013, 17:47 --

Pensándolo mejor en lugar de fajas se podría acoplar directamente la placa adaptadora, la cual tendría 4 tiras de 13 pines (creo que 12 bastarían) hembra mirando hacia abajo. En el hueco que nos sobra podemos poner un conector alternativo de S-Video, que ofrece más calidad que el video compuesto y que se puede sacar del AD724 sin problemas.

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Re: Idea: Clon barato de spectrum con FPGA

Mensajepor scooter » 28 Jul 2013, 19:42

Cable y conectores idc hay hasta 64 que yo sepa


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