Tecnología FPGA para N64

• El proyecto FPGA N64, tras 5 años de desarrollo, está entrando en una etapa casi finalizada, con las partes clave casi completamente desarrolladas.
• El diseño de la CPU cuenta con un pipeline completo para instrucciones MIPS estándar, y las funciones de interlock y bypass han sido probadas y se confirmó que funcionan.
• La CPU puede operar hasta 150mhz sin TLB, FPU ni núcleo de caché, y el objetivo para los otros núcleos es 120Mhz.
• El pipeline de 64 bits y los registros de 64 bits funcionan por completo, y las operaciones de carga y almacenamiento de 64 bits funcionan perfectamente.
• El núcleo TLB y el núcleo FPU están terminados y probados, y la ALU de la FPU está separada del pipeline principal de la ALU para simplificar la lógica del FPGA.
• La memoria caché con doble reloj permite hacer overclock a la CPU de forma independiente del reloj del núcleo RCP.
• La caché de instrucciones está terminada y funcionando, y permite que la interfaz de la CPU opere con un bus de datos de 64 bits de ancho que elimina cuellos de botella.
• El diseño del bus incluye acceso de 128 bits a RAM / canal DMA, acceso por registros de 32 bits para direcciones y dispositivos, y acceso de bits extendidos de 64 bits para los bits extendidos de Z-buffer y alpha color de RDP/VI.
• La interfaz MIPS proporciona acceso estándar a registros y memoria local, y acceso a RAM mediante el canal DMA.
• La interfaz PIF/SI tiene entrada de controladores funcional, y el trabajo con Memory Pak y Rumble Pak está completado.
• El controlador de RAM tiene la configuración completa de registros y la capacidad de leer y escribir simultáneamente en el controlador de RAM MIG7.
• El núcleo RSP está terminado, y el DMA completo, Imem y Dmem están terminados y funcionando.
• El núcleo RDP está terminado, el pipeline fue diseñado y probado, y la interfaz de memoria fue construida.
• El núcleo de video cuenta con una unidad de escalado funcional y un núcleo HDMI, y el DMA funciona completamente.
• El núcleo de audio transmite audio a través del puerto HDMI y verifica el controlador DAC.
• El proyecto fue escrito completamente por el autor, y no hubo filtraciones en la creación de los núcleos.
• El autor agradece al equipo de N64Brew y al equipo de Decompiler por las pruebas y el acceso al código fuente.

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Comentarios de Hacker News

• Kaze Emanuar creó una serie optimizando Super Mario 64 para ejecutar romhacks complejos en el hardware original de N64.
• El rendimiento de Super Mario 64 suele estar limitado por la velocidad de la memoria, y usar inline puede perjudicar el rendimiento.
• El ecosistema MiSTer FPGA, que incluye a miles de personas, está a la espera de un núcleo FPGA de N64 con muchas funciones desarrollado por Robert Peip. Cuando el trabajo esté terminado, el núcleo se ofrecerá como una actualización gratuita.
• Analogue planea lanzar un clon FPGA de N64 en 2024.
• La plataforma FPGA usada en este proyecto parece ser la "Nexys Video Artix-7 FPGA: Trainer Board for Multimedia Applications" de Digilent, con un precio de $550.
• Como el video más reciente de YouTube se publicó hace 3 años y la transmisión más reciente de Twitch fue hace 2 años, el estado del proyecto no está claro.
• Hay especulación sobre si la emulación de software cycle-accurate llegará a su límite, y existe la esperanza de que FPGA pueda seguir donde terminó software como Higan.
• El proyecto FPGA N64 es visto como un logro que amplía el rango de consolas de juegos que pueden implementarse completamente en FPGA de bajo costo.
• Hay interés en cómo empezar con FPGA de forma económica, incluyendo recomendaciones de placas, chips y proyectos.