À propos de BoxLambda

BoxLambda est un projet hybride matériel-logiciel créant un micro-ordinateur homebrew basé sur FPGA, de style rétro. L'objectif est de créer un environnement bac à sable pour expérimenter avec des logiciels et du gateware FPGA.

Configuration physique

La configuration physique.

Fonctionnalités actuelles

FPGA cible : Arty-A7-100T.
Cœur Ibex RISC-V avec minuterie machine et support des interruptions matérielles.
Interconnexion basée sur l'architecture Harvard.
Accès registre et mémoire à faible latence à travers le SoC.
Comptes de cycles d'instructions prévisibles.
Support de la reconfiguration partielle DFX FPGA.
Accès mémoire externe DDR3 via le contrôleur mémoire Litex.
Accès de débogage basé sur OpenOCD sur FPGA et Verilator.
Graphismes VGA basés sur VERA : 2 couches, mode tuile ou bitmap, 2 banques de 64 sprites, 128 Ko de RAM vidéo, palette de 256 couleurs.
Audio PSG double YM2149.
Contrôleur de carte SD et système de fichiers FatFs.
GPIO 24 broches, UART, contrôleur SPI Flash, contrôleur I2C.
Support de l'horloge temps réel et calendrier (RTCC).
Support du clavier et de la souris USB HID.
Environnement C standard basé sur Picolibc.
Suite d'applications de test couvrant tous les composants SoC, fonctionnant à la fois sur FPGA et Verilator.
Cœur Mecrisp Forth + FFI C.

Diagramme de blocs Gateware

Diagramme de blocs Gateware BoxLambda.

Diagramme de blocs logiciel

Diagramme de blocs de l'architecture OS BoxLambda.

Objectifs clés

Créer un bac à sable pour expérimenter avec des logiciels et du gateware FPGA :
- Il devrait être facile de se lancer et de faire quelque chose : créer, hacker, bricoler.
  - Assez simple pour une personne : Un individu motivé peut développer une solide compréhension de l'ensemble du système, y compris le logiciel et le matériel.
  - Comportement déterministe : La durée des opérations telles que l'accès à la mémoire interne ou aux registres doit être prévisible par conception.
  - Environnement d'exécution autonome supportant la programmation interactive de haut niveau et la programmation système de bas niveau.
- Créer une architecture modulaire permettant de mélanger et d'associer des composants logiciels et matériels. Optionnellement, support de la reconfiguration partielle FPGA.
Matériel cible : Arty-A7 de Digilent.
L'ordinateur supporte les périphériques suivants :
- Clavier USB HID
- Souris USB HID (optionnelle)
- Joystick USB HID (optionnel)
- Horloge temps réel et calendrier (optionnel)
- Port série
- Stockage sur carte SD
- Stockage en mémoire Flash
- Affichage VGA
- Sortie audio
Le son et les graphismes supportent des démos et du gameplay 2D de style rétro.

Statut (avril 2026)

Infrastructure (système de build, etc.) : Terminée.
Gateware : Terminé et répondant aux exigences.
Logiciel : Développement en cours.
- Architecture OS : définie.
- Cœur C BoxLambda : partiellement terminé.
- Cœur Mecrisp Forth : terminé.
- Environnement Mecrisp Forth : partiellement terminé.
- FFI Forth<->C : terminée.
- Couche système de fichiers : terminée.

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