FPGA N64技術

• FPGA N64プロジェクトは、5年にわたる開発期間を経て、ほぼ完成段階に入っており、中核部分はほぼ完全に開発済み。
• CPUデザインは標準MIPS命令向けのフルパイプラインを備え、インターロックとバイパス機能はテストされ、動作が確認されている。
• CPUはTLB、FPU、キャッシュコアなしで最大150MHzまで動作可能で、他のコアの目標は120MHz。
• 64ビットパイプラインと64ビットレジスタは完全に動作しており、64ビットのロードとストアも完全に機能する。
• TLBコアとFPUコアは完成してテスト済みで、FPU ALUはFPGAロジックを単純化するため、主要なALUパイプラインから分離されている。
• デュアルクロックのキャッシュメモリにより、RCPコアクロックとは独立してCPUをオーバークロックできる。
• 命令キャッシュは完成して動作しており、CPUインターフェースはボトルネックを取り除く64ビット幅のデータバスで動作できるようになっている。
• バスデザインは、128ビットのRAMアクセス / DMAチャネル、32ビットアドレスおよびデバイスへのレジスタアクセス、さらにRDP/VIのZバッファおよびColor alpha拡張ビットに対する64ビット拡張ビットアクセスを備えている。
• MIPSインターフェースは、レジスタとローカルメモリへの標準アクセスを提供し、DMAチャネル経由のRAMアクセスも提供する。
• PIF/SIインターフェースではコントローラー入力が動作しており、メモリパックとランブルパックへの対応も完了している。
• RAMコントローラーは完全なレジスタ設定を備え、MIG7 RAMコントローラーに対して同時読み書きが可能。
• RSPコアは完成しており、完全なDMA、Imem、Dmemが完成し、動作している。
• RDPコアは完成しており、パイプラインは設計・テスト済みで、メモリインターフェースも構築されている。
• ビデオコアは動作するスケーリングユニットとHDMIコアを備え、DMAも完全に動作している。
• オーディオコアはHDMIポート経由で音声を送信し、DACコントローラーも確認済み。
• このプロジェクトは完全に作者自身によって書かれており、コア制作に関する流出はなかった。
• 作者は、テストとソースコードアクセスのためにN64BrewチームとDecompilerチームへ謝意を示している。

[GN⁺]

Hacker Newsのコメント

• Kaze Emanuar は、オリジナルの N64 ハードウェアで複雑な romhacks を動作させるために Super Mario 64 を最適化するシリーズを制作しました。
• Super Mario 64 のパフォーマンスは通常メモリ速度によって制約されており、inline の使用は性能に悪影響を与える可能性があります。
• 数千人規模の人々が参加する MiSTer FPGA エコシステムでは、Robert Peip が開発した高機能な FPGA N64 コアが期待されています。作業が完了すれば、そのコアは無料アップデートとして提供される予定です。
• Analogue は 2024 年に N64 FPGA クローンを発売する計画です。
• このプロジェクトで使われた FPGA プラットフォームは、Digilent の "Nexys Video Artix-7 FPGA: Multimedia Applications 用 Trainer Board" と見られ、価格は $550 です。
• 最新の YouTube 動画が 3 年前に投稿され、最新の Twitch 配信が 2 年前だったため、プロジェクトの状況は不明です。
• cycle-accurate なソフトウェアエミュレーションが限界に達するのではないかという推測があり、Higan のようなソフトウェアが行き着いた先から FPGA がさらに前進してほしいという期待があります。
• FPGA N64 プロジェクトは、低価格な FPGA で完全実装可能なゲーム機の範囲を広げる成果として認識されています。
• ボード、チップ、プロジェクトのおすすめを含め、低コストで FPGA を始める方法への関心があります。