关于 BoxLambda

BoxLambda 是一个硬件-软件跨界项目，旨在打造一台自制的、复古风格的基于FPGA的微型计算机。目标是创建一个沙盒环境，用于实验软件和FPGA门级电路。

物理设置

物理设置。

当前特性

• 目标FPGA：Arty-A7-100T。
• Ibex RISC-V内核，支持机器定时器和硬件中断。
• 基于哈佛架构的互连。
• 整个SoC上低延迟的寄存器和内存访问。
• 可预测的指令周期计数。
• 支持DFX部分FPGA重配置。
• 通过Litex内存控制器访问DDR3外部内存。
• 基于OpenOCD的FPGA和Verilator调试访问。
• 基于VERA的VGA图形：2层，瓦片或位图模式，2组64个精灵，128KB视频内存，256色调色板。
• 双YM2149 PSG音频。
• SD卡控制器和FatFs文件系统。
• 24引脚GPIO、UART、SPI闪存控制器、I2C控制器。
• 实时时钟和日历(RTCC)支持。
• USB HID键盘和鼠标支持。
• 基于Picolibc的标准C环境。
• 覆盖所有SoC组件的测试应用程序套件，在FPGA和Verilator上运行。
• Mecrisp Forth核心 + C FFI。

门级电路框图

软件框图

BoxLambda操作系统架构框图。

关键目标

• 创建一个沙盒环境，用于实验软件和FPGA门级电路：

  • 应该容易上手去做点什么：创造、破解、折腾。
    • 简单到一个人也能搞定：一个积极的人可以全面理解整个系统，包括软件和硬件。
    • 确定性行为：内部内存或寄存器访问等操作的持续时间必须是设计上可预测的。
    • 自包含的运行环境，支持高级交互式和低级系统编程。
  • 创建模块化架构，允许软件和硬件组件的混合搭配。可选地，支持部分FPGA重配置。

• 目标硬件：Digilent的Arty-A7。

• 该计算机支持以下外设：

  • USB HID键盘
  • USB HID鼠标（可选）
  • USB HID摇杆（可选）
  • 实时时钟和日历（可选）
  • 串口
  • SD卡存储
  • 闪存存储
  • VGA显示器
  • 音频输出

• 声音和图形支持复古风格的2D演示和游戏。

状态（2026年4月）

• 基础设施（构建系统等）：已完成。
• 门级电路：已完成并满足要求。
• 软件：开发进行中。
  • 操作系统架构：已定义。
  • BoxLambda C核心：部分完成。
  • Mecrisp Forth核心：已完成。
  • Mecrisp Forth环境：部分完成。
  • Forth<->C FFI：已完成。
  • 文件系统层：已完成。

变更日志

• 变更日志

链接

• 源代码：https://github.com/epsilon537/boxlambda/
• 项目博客：https://epsilon537.github.io/boxlambda/

文档

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