Tecnologia FPGA N64

• O projeto FPGA N64, após 5 anos de desenvolvimento, está quase concluído, com as partes principais praticamente totalmente desenvolvidas.
• O design da CPU conta com um pipeline completo para instruções MIPS padrão, com recursos de interlock e bypass testados e confirmados em funcionamento.
• A CPU pode operar em até 150mhz sem TLB, FPU e núcleo de cache, enquanto a meta para os outros núcleos é 120Mhz.
• O pipeline de 64 bits e os registradores de 64 bits estão totalmente funcionais, e cargas e armazenamentos de 64 bits funcionam perfeitamente.
• O núcleo TLB e o núcleo FPU foram concluídos e testados, e a FPU ALU foi separada do pipeline principal da ALU para simplificar a lógica do FPGA.
• A memória cache com clock duplo permite fazer overclock da CPU independentemente do clock do núcleo RCP.
• O cache de instruções está concluído e funcional, permitindo que a interface da CPU opere com um barramento de dados de 64 bits de largura que elimina gargalos.
• O design do barramento conta com acesso à RAM / canal DMA de 128 bits, acesso a registradores de 32 bits para endereços e dispositivos, e acesso a bits de expansão de 64 bits para o Z-buffer RDP/VI e bits de expansão de alpha de cor.
• A interface MIPS fornece acesso padrão a registradores e memória local, além de acesso à RAM por meio do canal DMA.
• A interface PIF/SI tem entrada de controle funcional, e o trabalho com Memory Pak e Rumble Pak foi concluído.
• O controlador de RAM possui configuração completa de registradores e capacidade de ler e gravar simultaneamente no controlador de RAM MIG7.
• O núcleo RSP foi concluído, com DMA completo, Imem e Dmem finalizados e funcionando.
• O núcleo RDP foi concluído, com o pipeline projetado e testado, e a interface de memória construída.
• O núcleo de vídeo conta com unidade de escalonamento funcional e núcleo HDMI, e o DMA funciona completamente.
• O núcleo de áudio transmite áudio pela porta HDMI e confirma o controlador DAC.
• O projeto foi escrito inteiramente pelo autor, sem qualquer vazamento na criação dos núcleos.
• O autor agradece à equipe N64Brew e à equipe Decompiler pelos testes e pelo acesso ao código-fonte.

[GN⁺]

Comentários no Hacker News

• Kaze Emanuar criou uma série otimizando Super Mario 64 para executar romhacks complexos no hardware original do N64.
• O desempenho de Super Mario 64 normalmente é limitado pela velocidade da memória, e o uso de inline pode prejudicar o desempenho.
• O ecossistema MiSTer FPGA, que inclui milhares de pessoas, está aguardando um core FPGA de N64 rico em recursos desenvolvido por Robert Peip. Quando o trabalho for concluído, o core deverá ser oferecido como uma atualização gratuita.
• A Analogue planeja lançar um clone FPGA do N64 em 2024.
• A plataforma FPGA usada neste projeto parece ser a "Nexys Video Artix-7 FPGA: Trainer Board for Multimedia Applications" da Digilent, com preço de US$ 550.
• Como o vídeo mais recente no YouTube foi publicado há 3 anos e a transmissão mais recente na Twitch foi há 2 anos, o status do projeto é incerto.
• Há especulações sobre se a emulação de software cycle-accurate vai chegar ao seu limite, e existe a esperança de que o FPGA possa continuar de onde softwares como o Higan pararam.
• O projeto FPGA N64 é visto como uma conquista que amplia o alcance dos consoles de videogame que podem ser implementados integralmente em FPGAs baratos.
• Há interesse em saber como começar com FPGA de forma barata, incluindo recomendações de placas, chips e projetos.