Voir la source de PC 8088 sur FPGA

[[Category:a427]] [[Category:FPGA]] [[Category:Projets]]
Un de mes projets en cours est de re-creer un systeme de type PC a base de processeur [http://fr.wikipedia.org/wiki/Intel_8088 intel 8088]
sur une board FPGA low-cost, la [http://papilio.cc/ papilio] de chez [http://www.gadgetfactory.net/ Gadget Factory].

= Contexte =
Mon premier ordinateur familial (circa 1988) etait un [http://fr.wikipedia.org/wiki/Thomson_TO16 Thomson TO16-PC] a base de 8088 (variante low-cost du [http://fr.wikipedia.org/wiki/Intel_8086 8086]).

= Specs initiales =
* 512kB RAM
* processeur 8088 4.77/9.54 MHz
* lecteur de disquettes 5"1/4 360kB
* Ameliore par la suite avec 640kB de RAM
* filecard (disque-dur) de 40MB.

= But =
Je vais donc essayer de pouvoir faire tourner quelques logiciels de l'epoque (MS-DOS 3.1, alleycat.exe, etc..),
juste pour le fun.

= Realisation =
J'ai trouve [http://www.ht-lab.com/cpu86.htm ce site] qui offre une implementation du 8088 en VHDL pour une carte FPGA ([http://www.enterpoint.co.uk/products/spartan-3-development-boards/drigmorn-1/ drigmorn1]).
Mon portage pour papilio est sur mon github :
[https://github.com/nsauzede/cpu86 github.com/nsauzede/cpu86]

== Sur [[Papilio_One|papilio one 500k]] == 
J'ai reussi a porter le design pour la [[Papilio_One|papilio one 500k]].
Le software de test (Mon88, un petit moniteur/desassembleur+pseudo BIOS) fonctionne parfaitement, synthetise a 40MHz.
L'UART est reliee au host par USB, et on peut interagir avec un emulateur de terminal de type putty.

Statistiques : environ 65% des ressources FPGA consommees pour le spartan3e500.
Drawback : ce FPGA n'offre que 40kB de SRAM, on va pas aller loin avec ca. )-:
Mais au moins la preuve de concept fonctionne.

== Sur [[Papilio_Duo|Papilio Duo]] == 
J'envisage ensuite de porter le design sur ma [[Papilio_Duo|Papilio Duo]] fraichement recue, a base de FPGA spartan6-lx9, qui dispose elle de 2 MB SRAM.
On devrait pouvoir faire tourner les logiciels de l'epoque sans probleme, avec un vrai BIOS, sortie graphique, etc..

Bon, apres un rapide portage vers la duo, j'arrive a faire tourner le design avec succes.
Mauvaise nouvelle, les stats de synthese sont environ 85% de ressources FPGA consommees pour le spartan6lx9 :-(
Je crains le pire si on voulait synthetiser par ex: une carte graphique de type CGA..

NEWS : en fait j'ai reussi a porter un design de petite carte graphique type VGA qui ne prend presque rien, donc c'est jouable !

== Statut actuel ==
Une fois le design configure dans le FPGA, on peut interagir avec le moniteur par le biais de putty, il faut choisir comme reglage serie : 3840,8,N,1
La commande 'l' (Load Intel Hex) permet de charger un fichier binaire en memoire, ex :
l
>:020000020000FC => choisir le segment 0000 pour inscrire les donnees
:05000000616263640A67 => ecrire la donnee "abc\n" a l'offset 0
:00000001FF => quitter (EOF)

Attention : il faut taper les caracteres lentement (a la main) et pas en copiant-collant sinon ca ne marche pas

La sortie VGA ainsi que la sortie type LCD Sharp fonctionne a merveille, on peut afficher une partie de la memoire accessible par le 86, et meme la modifier en temps reel par le moniteur (Write Byte ou Load Intel Hex)

[[Fichier:P2_8088_vga.jpg|center|There's a 8088/VGA running in my FPGA!]]

A suivre..

== Mapping memoire initial ==
{| class="wikitable"
|-
! range !! zone
|-
| FFFFF<br />FFF00 || ROM 256 bytes
|-
| 03603<br />00400 || mon88 14kB
|-
| 00000 || int vectors
|}

* Generer la ROM originale :
Dans DOSBOX :
# A86.com +L1 +P0 +W0 +T0 +G2 +S  jump0400.asm  jump0400.bin
* Generer le moniteur :
Dans DOSBOX :
# A86.com +L1 +P0 +W0 +T0 +G2 +S  mon88.asm  mon88.bin
# bin2coe.exe mon88.bin mon88.coe

== Mapping memoire alternatif ==
{| class="wikitable"
|-
! range !! zone
|-
| FFFFF<br />F0000 || ROM 64kB
|-
| 7FFFF<br />00000 || RAM 512kB
|}