Очень дешевый заменитель NES PPU-RGB на FPGA

[and1981]

Решил отдельно создать тему, чтобы не засорять соседнюю.

Дешевый аналог RGB-PPU заменителя на FPGA.  В качестве FPGA был применен самый дешевый  Cyclone I  EP1C3T100C8N в 100 выводном корпусе. В качестве Video DAC применен диcкретный R2R подобный ЦАП на резисторных сборках, на каждый канал 6 бит + бит эмфазиса. Прототип содержит 3 встроенных палитры, которые можно переключать посредством перемычек на плате, всего в данном проекте можно реализовать до 4x палитр без увеличения количества используемых текущих пинов FPGA.
Репозиторий содержит также герберы для печатной платы и располагается тут: https://github.com/andkorzh/PPU-LITE/tree/main. Постепенно наполняю репу информацией, устраняю некоторые мелкие косяки.

Демонстрация работы https://www.youtube.com/watch?v=B2EgrhUERuM

[JRBVZ]

Смотрю ты собирал прошивку в 9 квартусе, насколько понял 11 - последняя версия поддерживающая первый циклон. Надо будет установить, скомпилировать.

[quq_CCCP]

Прям теперь не придется искать SECAM ppu для норм ргб, ну чтож уже очень хорошо.

[and1981]

Смотрю ты собирал прошивку в 9 квартусе, насколько понял 11 - последняя версия поддерживающая первый циклон. Надо будет установить, скомпилировать.

у меня 9-я версия есть под рукой, не стал заморачиваться с поиском и установкой 11-го Кактуса. 

Прям теперь не придется искать SECAM ppu для норм ргб, ну чтож уже очень хорошо.

Я как-то хотел себе в коллекцию найти секам, но забил, ибо ценник совсем невменяемый стал.

[JRBVZ]

and1981, пожалуйста добавь bom на гитхаб.

Я бы заменил корпус преобразователя 1117 на SOT-223, перенес на нижний слой дорогу +3.3в где она идет рядом с CLK, и генератор разместил поближе к циклону. Ну да это мои придирки, проект - огонь 

[and1981]

Генератор не нужен, это опция. Клок идет через резик с ножки разъема ППУ.
У меня много этих стабов, из списанной техники я их много выпаял в свое время, так что использую, что есть в наличии, да и они оригинальные, не то что китайские. Я вот однажды купил  в китае 10 стабов на 1.2 вольта, а по факту после проверки оказалось, что из 10 - 2 на 3.3, хотя маркированы как 1.2. Такое вот попадалово, теперь превентивно проверяю все стабы перед установкой.

and1981, пожалуйста добавь bom на гитхаб.

Добавлю в ближайшее время, времени катастрофически мало к сожалению, проектов много, а я один. 

[quq_CCCP]

у меня 9-я версия есть под рукой, не стал заморачиваться с поиском и установкой 11-го Кактуса.  :)Я как-то хотел себе в коллекцию найти секам, но забил, ибо ценник совсем невменяемый стал.

Ищи БТ или клон BSAS, у них были секам версию, и просят за них по сравнению с классиком сущие копейки. Там ТА микросхемы а не UMC но точно такой же секам.

[and1981]

Ищи БТ или клон BSAS, у них были секам версию, и просят за них по сравнению с классиком сущие копейки. Там ТА микросхемы а не UMC но точно такой же секам.

Спасибо за наводку, буду иметь в виду.

Добавлено 3 октября 2025 года:
Начал рисовать прототип FPGA_DENDY. Ибо основные все чипы я уже умею делать в FPGA. Настало время собрать в одном проекте и в одном Циклоне все это. 

[JRBVZ]

  Как будет реализовано согласование уровней? Вверху я так понимаю память?

[and1981]

Как будет реализовано согласование уровней? Вверху я так понимаю память?

вверху прозрачная защелка HC373, ибо ног у Циклона дефицит, поэтому используем как в оригинале защелкивание младших адресов  PPU по ALE. Срамки все внутри в ФПГА. Емкость позволяет. СОгласование уровней только по шинам данных, хотя для шины данных PD можно и тупо через резики, отлично работает. Для джоев пока не решил как, в процессе. Будет мультирегион NTSC/PAL/DENDY. Переключать с помощью джамперов. Выход видео RGB по схеме 6+6+6, плюс бит эмфазиса на каждый канал. Аудио в формате PWM, одельно 5 каналов (SQA, SQB, RND, TRIA, DPCM) выводить будем а потом миксить это дело уже в аналоге. ПОка такая концепция. 

[JRBVZ]

Дело конечно хозяйское, но для спокойствия можно было бы воткнуть 74LVC245A/4245.

[and1981]

Шины адреса шифтить смысла нету, ибо они однонаправленные с единственным мастером на шине (CPU или PPU). А 5ти вольтовым устройствам по большому счету 3.3 вольта хватает для срабатывания.
Шина данных DB шифтится и тристэйтится, тут вопросов нет, а вот шина данных PPU тоже шифтится но будет вариант установить 2 резисторные сборки 0603х4 вместо шифтера. Есть небольшие нюансы работы этой шины, пока я еще до конца не сделал её работу идеальной, но думаю все вопросы решим. 

[JRBVZ]

Я так понимаю вывод n, p в данном случае как простые IO? Я прост не шарю 

[and1981]

Я так понимаю вывод n, p в данном случае как простые IO? Я прост не шарю 

не совсем понял, о каких выводах речь?

[JRBVZ]

Которые для дифпар, в пин планере n p обозначаются

[and1981]

Которые для дифпар, в пин планере n p обозначаются

Да, используются как обычные IO. Дифпарой можно сделать в настройке порта наверное, я не пользовался дифпарами, поэтому ничего не подскажу

[sanmigel]

Начал рисовать прототип FPGA_DENDY. Ибо основные все чипы я уже умею делать в FPGA. Настало время собрать в одном проекте и в одном Циклоне все это. 

Реально сделать выход Svideo?

[quq_CCCP]

Реально сделать выход Svideo?

S-video делается из ргб, если будет ргб - то с помощью микросхемы ргб энкодера можно сделать и композит и с видео, тот же cxa1145 из мегадрайва.

[and1981]

Реально сделать выход Svideo?

Реально. Можно заюзать отдельный кодер как в NESRGB или c видео ЦАП до кучи как в LAVARGB. Правда эти кодеры стоят денег, а в наше нелегкое время могут возникнуть трудности с их приобретением. Второй вариант реализовать  Svideo на ресурсах уже используемого FPGA. Еще давно у HardWareMan появилась отличная идея и даже был написан Верилог для композитного мультирегионального кодера, используя этот кодер можно было также опционально  выводить отдельно 7 бит Люмы и 7 бит Хромы на 2 цап для Svideo, но вот время летит, а что-то он пока не доделал вроде Svideo в своем кодере. Или доделал но не хочет делиться. Я кстати его прикручивал к проекту и выводил при помощи отдельного ЦАП копмозит, который был намного лучше чем в оригинале, но это так, занимательный эксперимент, не более. Ниже видео показана работа этого кодера, где я на лету переключаю режимы FPGA ППУ с НТСЦ в ПАЛ, при этом менюха даже не виснет. 

[rgz]

Ниже видео показана работа этого кодера, где я на лету переключаю режимы FPGA ППУ с НТСЦ в ПАЛ, при этом менюха даже не виснет. 

Это реально работает на LavaRGB и иже клонах? Я правильно понимаю, что режим PAL/NTSC переключается J7, 38 пин FPGA U1? А то я этот вопрос задал в этой теме https://www.emu-land.net/forum/index.php/topic,88697.90.html , но вы мне не ответили. Спасибо

[and1981]

Это реально работает на LavaRGB и иже клонах? Я правильно понимаю, что режим PAL/NTSC переключается J7, 38 пин FPGA U1? А то я этот вопрос задал в этой теме https://www.emu-land.net/forum/index.php/topic,88697.90.html , но вы мне не ответили. Спасибо

На видео FPGA клон PPU и к работе NESRGB и LAVARGB не имеет никакого отношения, там он работает совершенно другим образом. А пин 38 CPLD в NESRGB переключает режимы работы, меняет биты эмфазиса и коэффициент делителя пиксельклока для внутренних узлов NESRGB. Так что это совершенно другая тема.

[Merkury]

Спасибо за наводку, буду иметь в виду.

Добавлено 3 октября 2025 года:
Начал рисовать прототип FPGA_DENDY. Ибо основные все чипы я уже умею делать в FPGA. Настало время собрать в одном проекте и в одном Циклоне все это. 

Вот это Отлично👍
Хочу спросить. Будет ли потдержке Pal/Secam, какой сигнал будет выводится на ТВ, Композит или RGB  ?

[and1981]

Вот это Отлично👍
Хочу спросить. Будет ли потдержке Pal/Secam, какой сигнал будет выводится на ТВ, Композит или RGB  ?

Будет NTSC\PAL\DENDY, SECAM не вижу смысл делать, да и нужен кварц под него, а в идеале кварцевый генератор. Не помню чтобы их на али видел.
Вывод планирую в RGB, но можно в теории хоть и YPbPr сделать, или SVideo. Можно даже в хороший композит, с помощью кодера от HardWareMan. Полет фантазии ограничен лишь ресурсами FPGA