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Einblick in das FPGA
Von Vincent Rivière

picture Der FPGA-Chip
Ihr wisst daß die FireBee zwei Haupt-Chips hat: Den ColdFire (detailiert im vorangegangenen "Einblick in den ColdFire"-Artikel beschrieben), und das FPGA. Heute werden wir Euch zeigen wie viele bekannte Komponenten innerhalb des FPGAs existieren, und wie dies möglich ist.

FPGA heißt "Field-programmable gate array". Es handelt sich um eine elektronische Komponente die etliche Logikgatter, die per VHDL Beschreibungs-Sprache nach Belieben neu konfigurierbar sind, enthält. Auf diesem Wege ist es möglich sehr komplexe gut bekannte Chips einfach per Neukonfigurierung des FPGAs zu implementieren. Diese Technik ist extrem leistungsstark, beispielsweise ist es dem Suska-Projekt möglich die komplette ST-Hardware auf einem FPGA zu implementieren.

Am FireBee-Board haben wir einen Altera Cyclone III FPGA. Es ist ein leistungsfähiger Chip, der rund 40000 Logikgatter enthält. Die meißten Anschlussstifte der vielen FireBee-Anschlüsse sind direkt mit ihm verbunden. Ein Resultat daraus ist, daß das Verhalten der FireBee-Hardware einfach durch Rekonfigurierung des FPGAs angepasst werden kann. Eine solche Operation kann per Software durchgeführt werden.

Das FireBee-Board wurde ausschließlich unter Verwendung von modernen elektronischen Komponenten gebaut. Alle klassischen Atari-Bauteile, wie bei originaler Falcon-Hardware, sind innerhalb des FPGAs implementiert. Viele virtuelle Komponenten innerhalb des FPGAs der FireBee stammen vom Suska-Projekt, während Andere (wie beispielsweise der VIDEL) Neue sind.

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- VIDEL: Der berühmte Falcon-Grafik-Chip.

- DMA disk: Der Chip, der für Disketten und ACSI Datentransfers genutzt wird.

- MC68901 MFP: Interrupt-Steuerbaustein, Taktgeber, Eingangs/Ausgangs-Anschlüsse, ...

- WD1772 FDC: Disketten-Kontroller, inklusive Unterstützung von HD-Disketten

- ACIA 6850 IKBD: Schnittstelle zu Tastatur/Maus/Joystick.

- ACIA 6850 MIDI: Schnittstelle zu externen MIDI-Geräten.

- YM2149: Der bekannte ST-Sound-Chip.

- NVRAM: Falcon-Echtzeituhr und Nicht-flüchtiger-Speicher.

- DMA Sound: STe-DMA-Sound-Chip.

- IDE: Standard Falcon-IDE-Schnittstelle, für IDE-Festplatten und Compact-Flash-Karten.

- JTAG: Nicht wirklich ein Gerät, aber eine physikalische Schnittstelle um Hardware-Debugger anschließen zu können.

Ihr habt womöglich bemerkt, daß manche Standard-Falcon-Hardware fehlt: der Blitter, der DSP 56001, ... Diese kann hinzukommen, sobald Sie jemand per VHDL implementiert hat.

Und selbstverständlich ist das FPGA nicht auf Atari-Hardware beschränkt. Er könnte genutzt werden um jede Art von Hardware, bereits existierende Chips, oder Maßgeschneiderte, zu implementieren. Kombiniert mit den Stärken des ColdFire, macht dies die FireBee zur Plattform der Wahl für Hardware-Hacker.

Ihr könnt weitere Informationen über den Cyclone III auf Alteras Webseite erhalten.
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