Acerca de BoxLambda

BoxLambda es un proyecto híbrido hardware-software que crea un microordenador casero de estilo retro basado en FPGA. El objetivo es crear un entorno de espacio aislado para experimentar con software y gateware FPGA.

Configuración Física

La configuración física.

Características Actuales

FPGA objetivo: Arty-A7-100T.
Núcleo Ibex RISC-V con temporizador de máquina y soporte de interrupciones por hardware.
Interconexión basada en arquitectura Harvard.
Acceso de baja latencia a registros y memoria en todo el SoC.
Conteo de ciclos de instrucción predecible.
Soporte de reconfiguración parcial DFX de FPGA.
Acceso a memoria externa DDR3 a través del controlador de memoria Litex.
Acceso de depuración basado en OpenOCD en FPGA y Verilator.
Gráficos VGA basados en VERA: 2 capas, modo tile o mapa de bits, 2 bancos de 64 sprites, 128KB de RAM de video, paleta de 256 colores.
Audio PSG YM2149 doble.
Controlador de tarjeta SD y sistema de archivos FatFs.
GPIO de 24 pines, UART, controlador de flash SPI, controlador I2C.
Soporte de reloj y calendario en tiempo real (RTCC).
Soporte de teclado y ratón USB HID.
Entorno C estándar basado en Picolibc.
Suite de aplicaciones de prueba que cubre todos los componentes del SoC, ejecutándose tanto en FPGA como en Verilator.
Núcleo Mecrisp Forth + FFI C.

Diagrama de Bloques de Gateware

Diagrama de Bloques de Gateware BoxLambda.

Diagrama de Bloques de Software

Diagrama de Bloques de la Arquitectura del SO BoxLambda.

Objetivos Clave

Crear un espacio aislado para experimentar con software y gateware FPGA:
- Debería ser fácil comenzar y hacer algo: crear, hackear, modificar.
  - Suficientemente Simple para Una Sola Persona: Una persona motivada puede desarrollar una comprensión sólida de todo el sistema, incluyendo software y hardware.
  - Comportamiento Determinista: La duración de operaciones como el acceso a memoria interna o registros debe ser predecible por diseño.
  - Entorno de Ejecución Autónomo que soporte programación interactiva de alto nivel y programación de sistemas de bajo nivel.
- Crear una Arquitectura Modular que permita combinar componentes de software y hardware. Opcionalmente, soportar Reconfiguración Parcial de FPGA.
Hardware objetivo: Arty-A7 de Digilent.
La computadora soporta los siguientes periféricos:
- Teclado USB HID
- Ratón USB HID (opcional)
- Joystick USB HID (opcional)
- Reloj y Calendario en Tiempo Real (opcional)
- Puerto serie
- Almacenamiento en tarjeta SD
- Almacenamiento en memoria flash
- Pantalla VGA
- Salida de audio
El sonido y los gráficos soportan demos y juegos 2D de estilo retro.

Estado (Abril 2026)

Infraestructura (sistema de compilación, etc.): Completa.
Gateware: Completo y cumpliendo requisitos.
Software: Desarrollo en curso.
- Arquitectura del SO: definida.
- Núcleo C de BoxLambda: parcialmente completado.
- Núcleo Mecrisp Forth: completado.
- Entorno Mecrisp Forth: parcialmente completado.
- FFI Forth<->C: completado.
- Capa del sistema de archivos: completada.

boxlambda

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