О BoxLambda

BoxLambda — это кросс-проект на стыке аппаратного и программного обеспечения, создающий самодельный микрокомпьютер в ретро-стиле на базе ПЛИС. Цель — создать песочницу для экспериментов с программным обеспечением и gateware ПЛИС.

Физическая установка

Физическая установка.

Текущие возможности

Целевая ПЛИС: Arty-A7-100T.
Ядро Ibex RISC-V с поддержкой машинного таймера и аппаратных прерываний.
Интерконнект на основе гарвардской архитектуры.
Доступ к регистрам и памяти с низкой задержкой по всей SoC.
Предсказуемое количество тактов инструкций.
Поддержка частичной реконфигурации ПЛИС DFX.
Доступ к внешней памяти DDR3 через контроллер памяти Litex.
Отладка через OpenOCD на ПЛИС и Verilator.
Графика VGA на основе VERA: 2 слоя, тайловый или растровый режим, 2 банка по 64 спрайта, 128 КБ видеопамяти, 256-цветная палитра.
Двойной звуковой генератор YM2149 PSG.
Контроллер SD-карт и файловая система FatFs.
24-контактный GPIO, UART, контроллер SPI Flash, контроллер I2C.
Поддержка часов реального времени и календаря (RTCC).
Поддержка USB HID клавиатуры и мыши.
Стандартная среда C на основе Picolibc.
Набор тестовых приложений, охватывающий все компоненты SoC, запускаемый как на ПЛИС, так и на Verilator.
Ядро Mecrisp Forth + C FFI.

Блок-схема gateware

Блок-схема gateware BoxLambda.

Блок-схема программного обеспечения

Блок-схема архитектуры ОС BoxLambda.

Ключевые цели

Создать песочницу для экспериментов с программным обеспечением и gateware ПЛИС:
- Должно быть легко начать и что-то сделать: создавать, взламывать, возиться.
  - Достаточно просто для одного человека: Мотивированный человек может разработать глубокое понимание всей системы, включая программное и аппаратное обеспечение.
  - Детерминированное поведение: Продолжительность операций, таких как доступ к внутренней памяти или регистрам, должна быть предсказуемой по замыслу.
  - Автономная среда выполнения, поддерживающая высокоуровневое интерактивное и низкоуровневое системное программирование.
- Создать модульную архитектуру, позволяющую комбинировать программные и аппаратные компоненты. Опционально поддерживать частичную реконфигурацию ПЛИС.
Целевое оборудование: Digilent Arty-A7.
Компьютер поддерживает следующие периферийные устройства:
- USB HID клавиатура
- USB HID мышь (опционально)
- USB HID джойстик (опционально)
- Часы реального времени и календарь (опционально)
- Последовательный порт
- Хранение на SD-карте
- Хранение во флеш-памяти
- VGA дисплей
- Аудиовыход
Звук и графика поддерживают ретро-стиль 2D-демо и игровые процессы.

Статус (апрель 2026)

Инфраструктура (система сборки и т.д.): Завершена.
Gateware: Завершено и соответствует требованиям.
Программное обеспечение: Разработка продолжается.
- Архитектура ОС: определена.
- BoxLambda C Core: частично завершено.
- Mecrisp Forth Core: завершено.
- Среда Mecrisp Forth: частично завершена.
- Forth<->C FFI: завершено.
- Слой файловой системы: завершён.

boxlambda

Популярное