Có Vi điều khiển với 16 MB Ram không?

Đây là tình huống của tôi:

Là một dự án cá nhân, tôi đang tìm cách viết một trình giả lập cho Sega Megadrive (Sega Genesis) chạy trên AVR. Vì vậy, tôi đã tìm kiếm một Bộ điều khiển vi mô có các đặc điểm tương tự như Motorola 68k được bán kèm với MegaDrive. Tuy nhiên, tôi đã nhận thấy rằng thông số kỹ thuật cho 68k so với hầu hết các micros sở thích. Tôi đang chọn AVR chứ không phải ARM vì tôi thích kiến ​​trúc này và nghĩ rằng nó sẽ là một thử thách tốt.

M68K:
32-bit CPU
16-bit data bus
Up to 20 MHz
16 MB RAM
No I/O ports

Dưới đây là thông số kỹ thuật cho Arduino Leonardo:

Input Voltage (recommended) 7-12V
Input Voltage (limits)  6-20V
Digital I/O Pins    20
PWM Channels    7
Analog Input Channels   12
DC Current per I/O Pin  40 mA
DC Current for 3.3V Pin 50 mA
Flash Memory    32 KB (ATmega32u4) of which 4 KB used by bootloader
SRAM    2.5 KB (ATmega32u4)
EEPROM  1 KB (ATmega32u4)
Clock Speed 16 MHz
Length  68.6 mm
Width   53.3 mm
Weight  20g

Điều này có vẻ khá điển hình cho micros hiện đại cấp thấp. Tôi không bao giờ thấy ram nhận được nhiều vào mbs.

Bây giờ, tôi chắc chắn rằng SRAM hiện đại gần như không giống với bất cứ thứ gì 68k có, nhưng tôi có thể có được một micro AVR phù hợp với sức mạnh của 68k không, tôi có nhìn nhầm vấn đề này không? Tôi có cần thay đổi thiết kế của mình để phù hợp với micros hiện đại không?

Tôi không biết nếu một số nguồn bộ nhớ ngoài sẽ đủ nhanh.

Mặc dù Motorola 68000 và Sega Genesis đã khá cũ (đầu những năm 1980), nhưng bạn sẽ không tìm thấy một AVR cấp thấp (tức là 8 bit) có thể mô phỏng toàn bộ máy chơi game.

Sega Genesis chạy ở mức 7.61 MHz và có 72KB RAM (cộng thêm 64KB RAM video). Tuy nhiên, các chương trình trò chơi nằm trong ROM, vì vậy bạn sẽ cần thêm RAM để giữ chúng (trừ khi bạn có kế hoạch có thể cắm vào hộp mực gốc bằng cách nào đó). Hầu hết các hộp mực trò chơi đều dưới 4 MB, nhưng có ít nhất một trò chơi (Pier Solar, phát hành năm 2010) có ROM 8 MB.

Ngoài ra, hệ thống chắc chắn phải có ROM hệ thống hoạt động như một loại điều hành và cũng sẽ cung cấp một thư viện I / O chung cho các hộp mực (Tôi không thể tìm thấy bất kỳ tài liệu tham khảo nào về mức độ lớn của nó). Bạn sẽ phải tìm ROM (hoặc hình ảnh ROM) cho những cái đó và sao chép chúng vào RAM của bạn (hoặc thêm một phần ROM vào hệ thống của bạn).

IMO bạn sẽ muốn sử dụng một vi điều khiển 32 bit. Nếu bạn định sử dụng các hộp mực gốc cộng với ROM chương trình và không cần RAM của MB, thì bạn có thể sử dụng hầu hết mọi vi điều khiển 32 bit có đủ dung lượng cho trình giả lập của mình. Nếu bạn định tải các hộp mực và hình ảnh ROM hệ thống vào RAM, thì để có được 8 MB RAM trở lên, bạn sẽ cần một bộ vi điều khiển có bus bộ nhớ ngoài (bạn không thể bật 8 MB cùng chip với vi điều khiển).

Cho rằng bạn muốn gắn bó với AVR, tôi đề xuất một bộ xử lý như AT32UC3A3256 , có 256 KB Flash, RAM 128 KB và chạy ở tốc độ 84 MHz. Gotcha là nó là một thiết bị gắn trên bề mặt 144 pin, sẽ rất khó để hàn.

Tuy nhiên , có một bộ đánh giá cho bộ xử lý này từ Element 14 chỉ với $ 31,25. Vì vậy, bạn không phải lo lắng về hàn. Thêm vào đó, bo mạch có 8 MB RAM ngoài, vì vậy bạn có thể tải một hộp mực vào RAM.

Chỉ để ghi lại , tôi vẫn nghĩ bạn nên xem xét Raspberry Pi , chạy ở tốc độ 700 MHz với 512 MB RAM với giá thấp hơn một chút so với chi phí của bảng phát triển ở trên. Chạy ở tốc độ đó, bạn sẽ không gặp vấn đề gì với việc mô phỏng mã 68000 và thực hiện I / O ở tốc độ chính xác.

Cho dù bạn đi theo lộ trình AVR hay Raspberry Pi, ngoài 68000, Sega Genesis còn có Zilog Z80 và một số chip mục đích đặc biệt, bao gồm Yamaha YM2612 và Texas Cụ SN76361A. Z80 được sử dụng để kiểm soát âm thanh và cũng cung cấp khả năng tương thích ngược với Hệ thống Sega Master trước đó. Chip Yamaha là bộ tổng hợp âm thanh FM và chip TI là Bộ tạo âm thanh lập trình (máy này có rất nhiều tùy chọn âm thanh). Ngoài ra còn có Bộ xử lý hiển thị ảo (VDP). Bạn có thể bỏ qua âm thanh (có nghĩa là bạn không cần phải lo lắng về chip Z80 hoặc chip Yamaha hoặc TI) nhưng bạn sẽ phải giả lập phần cứng đồ họa.

Một vài tài nguyên:

EASy68K - Trình chỉnh sửa / Trình biên dịch / Trình mô phỏng cho 68000. Nguồn mở để bạn có thể khai thác mã mô phỏng 68K

Cyclone 68000 - trình giả lập cho bộ vi xử lý 68000, được viết bằng bộ lắp ráp ARM 32 bit. Chỉ hữu ích nếu bạn quyết định sử dụng Raspberry Pi

Cuối cùng, nếu bạn chưa quen với bộ hướng dẫn 68000, hãy lên kế hoạch dành hàng tuần (hoặc hơn) để trở thành một chuyên gia. Rất nhiều phần gỡ lỗi của bạn sẽ bị giảm ở cấp trình giả lập, cố gắng tìm hiểu tại sao một phần của 68000 mã trong hộp mực trò chơi không thực thi đúng. (Điều đó có nghĩa là bạn có thể sẽ muốn có thể thiết lập một cơ sở điểm dừng ảo trong mã hộp mực.) Bạn cũng sẽ cần một trình phân tách, do đó bạn sẽ không phải xử lý mã máy; đây là nguồn cho một .

Sẽ không xảy ra.

Bộ vi điều khiển lớn nhất trong dòng ATmega có hỗ trợ bộ nhớ ngoài là ATmega1284, nhưng chỉ có 8 KB SRAM bên trong và có thể giải quyết tới 64 KB bộ nhớ ngoài. Điều này sẽ không đủ để mô phỏng Genesis, có RAM 72 KB và bộ nhớ video 64 KB khác. Có thể thực hiện quyền truy cập vào bộ nhớ bổ sung thông qua chuyển đổi ngân hàng, nhưng điều này sẽ khiến việc truy cập bộ nhớ từ AVR rất tốn kém.

Có một số bộ phận trong dòng ATmega có SRAM bên trong hơn, như ATmega1284 (16 KB), nhưng những bộ phận này không hỗ trợ bộ nhớ ngoài. Câu chuyện dài, ngắn, giải quyết hơn 64 KB RAM từ ATmega là khá khó khăn.

(Tôi không chắc bạn đã lấy con số 16 MB từ đâu. 68000 không có bộ nhớ trong nào cả, ngoài các thanh ghi; dung lượng bộ nhớ trên hệ thống 68000 có thể thay đổi đáng kể.)

Ngoài ra, CPU 68000 trong Genesis chạy ở mức 7.6 MHz. Việc mô phỏng điều này trên một AVR 16 MHz sẽ không thể thực hiện được - trong khi tốc độ xung nhịp của AVR được thừa nhận cao hơn một chút, 68000 là CPU 32 bit, do đó, việc mô phỏng một trong những hướng dẫn của nó sẽ thường yêu cầu nhiều hơn một chỉ dẫn trên các AVR. (Ngay cả một bổ sung đơn giản sẽ có thể yêu cầu một vài chục hướng dẫn.)

Nếu bạn muốn mô phỏng Genesis, tôi khuyên bạn nên xem xét vi điều khiển ARM.

Có Vi điều khiển với 16 MB Ram không?

Đúng. Tuy nhiên, người duy nhất tôi biết là trong gia đình Renesas SuperH và không bao gồm ROM - vì vậy bạn phải có đèn flash ngoài, nhưng nó có 16 MByte SRAM trên bo mạch.

Tôi đang tìm cách viết một trình giả lập cho Sega Megadrive (Sega Genesis) chạy trên AVR.

Không có bộ vi điều khiển SRAM 16 MByte trong gia đình Atmel AVR. Hoặc bất cứ nơi nào trong dòng sản phẩm Atmel.

Tuy nhiên, một số thiết bị trong dòng sản phẩm Atmel AVR có Giao diện Bus ngoài sẽ cho phép bạn kết nối bộ nhớ bổ sung. Cụ thể, ATxmega128A1U có thể hỗ trợ tối đa 16 MB SRAM bên ngoài.

Vì vậy, tôi đã tìm kiếm một Bộ điều khiển vi mô có các đặc điểm tương tự như Motorola 68k được bán kèm với MegaDrive.

...

Tôi chắc chắn rằng SRAM hiện đại gần như không giống với bất cứ thứ gì 68k có, nhưng tôi có thể có được một micro AVR phù hợp với sức mạnh của 68k không, tôi có nhìn nhầm vấn đề này không? Tôi có cần thay đổi thiết kế của mình để phù hợp với micros hiện đại không?

Tôi không biết nếu một số nguồn bộ nhớ ngoài sẽ đủ nhanh.

Ah, đây là vấn đề bạn đang gặp phải.

Bộ xử lý 68k (tức là Motorola 68000) KHÔNG phải là vi điều khiển và KHÔNG có 16 MB SRAM nội bộ.

Mặc dù bộ xử lý có 32 bit bên trong, do giới hạn pin, nó chỉ có thể giải quyết tối đa 16 MB tế bào bộ nhớ ngoài, bao gồm flash, sram và bất kỳ thiết bị ánh xạ bộ nhớ nào.

Bạn không cần một bộ vi điều khiển có 16 MB SRAM nội bộ để mô phỏng bộ xử lý 68k.

Có một vi điều khiển 8 bit Atmel AVR có thể mô phỏng bộ xử lý Motorolla 68000 không?

Tôi nghĩ vậy. ATxmega128A1U có bus bộ nhớ ngoài lớn như bus của bộ xử lý 68k và có nhiều đèn flash và RAM cho phép nó chạy phiên bản vi mã của bộ xử lý 68k.

Nó có thể chạy tới 32 MHz và nhiều hướng dẫn mất một chu kỳ, nhưng ngay cả trường hợp xấu nhất cũng mất 5 chu kỳ trong bộ nhớ trong. Giao diện bên ngoài chậm hơn, nhưng nếu bạn chọn bộ nhớ nhanh thì nó vẫn sẽ nhanh hơn rất nhiều so với 68k.

Bộ xử lý 68k không chỉ chạy chậm hơn 4 lần mà hoạt động nhanh nhất phải mất ít nhất 4 chu kỳ xung nhịp và nhiều lần mất nhiều hơn 2-4 lần, đặc biệt là truy cập bộ nhớ.

Vì vậy, với SRAM thậm chí chậm (theo tiêu chuẩn ngày nay) (giả sử, một phần 70 MB 70 MB với giá dưới 10 đô la), bạn có thể sử dụng 0 trạng thái chờ trên bộ xử lý 32 MHz và chạy các vòng tròn xung quanh 68k chạy ở tốc độ 7 GHz. Chẳng hạn, một hướng dẫn di chuyển đơn giản trên 68k sẽ mất 4 chu kỳ ở mức 7.61 MHz mất 525 nS. Một hướng dẫn di chuyển đơn giản tương tự trên ATxmega128A1U chạy ở 32 MHz mất 31nS. Vì vậy, AVR có thể thực hiện 16 động tác vào thời điểm 68K được thực hiện với một. 68k mất 50 chu kỳ cho một số loại ngắt, trong khi đó, AVR nhảy đến ngắt trong 3 chu kỳ - vì vậy, AVR có thể xử lý một số ít các ngắt trong thời gian 68k chỉ đơn giản là nhảy vào một.

Tôi hy vọng bạn có thể chạy chu kỳ chính xác với nỗ lực cẩn thận nếu bạn chấp nhận một số jitter, mặc dù bạn có thể làm cho nó chạy chu kỳ hoàn toàn chính xác mà không có jitter nếu bạn tỉ mỉ. Bộ xử lý AVR chạy tốt với khả năng ép xung vừa phải, do đó bạn có thể chạy nó ở 38,35 MHz và có 5 chu kỳ AVR trên mỗi chu kỳ xung nhịp 68k.

Điều này không có nghĩa là nó sẽ dễ dàng, và có thể có một vài hướng dẫn rất phức tạp sẽ mất nhiều thời gian hơn cho AVR - nhưng thậm chí chúng có thể được tính toán với thiết kế cẩn thận.

Tôi có thể mô phỏng Sega Genesis với Atmel 8 bit không?

Không. Sega Genesis có bộ xử lý 68 nghìn nhưng nó cũng có bộ xử lý âm thanh (Z80) và bộ xử lý video mà bạn sẽ cần nhiều tài nguyên hơn để mô phỏng. Trong sơ đồ bên dưới, bạn sẽ tìm thấy bộ xử lý 68k ở phía trên bên trái - lưu ý rằng đó là một phần nhỏ của mọi thứ cần thiết để mô phỏng hệ thống Sega Genesis đầy đủ.

Vì vậy, trong khi bạn có thể dễ dàng mô phỏng lõi 68k của Sega Genesis, bạn sẽ không thể chạy các trò chơi được tạo cho Genesis chỉ bằng một bộ vi điều khiển AVR. Giả lập 68k một mình trên một chip sẽ đủ khó - ngay cả khi bạn đơn giản hóa mọi thứ tôi nghi ngờ bạn có thể lắp cả ba bộ xử lý vào một chip AVR 32 MHz duy nhất.

Tuy nhiên, có lẽ bạn có thể mô phỏng hai con chip đó với hai AVR nữa. Nếu bạn nhắm mục tiêu một màn hình LCD đồ họa đơn giản hơn mà không yêu cầu thời gian và thế hệ NTSC kỳ lạ, bạn có thể đơn giản hóa mọi thứ một chút và thậm chí có thể đặt cả hai chức năng vào một chip riêng biệt.

Đây là một dự án lớn, mặc dù, chắc chắn không phải là một dự án cuối tuần. Nếu bạn đang ở giai đoạn mà bạn chỉ cảm thấy thoải mái với các bảng phát triển Arduino, thì có thể thú vị khi tạo một trình giả lập bộ xử lý 68k đơn giản và kết nối một chút ROM và RAM bên ngoài để truy cập bộ nhớ. Arduino ATMega không có giao diện bộ nhớ ngoài, nhưng bạn có thể xoay vòng các dòng I / O và mô phỏng nó. Nếu bạn đi đủ xa trong dự án tới nơi bạn có thể mô phỏng các chương trình 68k đơn giản, thì có thể đáng để bỏ arduino, sử dụng môi trường phát triển Atmel và chip AVR tốt hơn với giao diện bus ngoài, và bạn có thể bắt đầu đọc và thực hiện hộp mực. Bạn thậm chí có thể truyền dữ liệu video và âm thanh vào máy tính và giải thích chúng khi xử lý - đó là '

Đảm bảo rằng các thói quen mô phỏng của bạn là di động và bạn sẽ có thể chuyển sang một bộ xử lý tốt hơn đủ dễ dàng để bạn không bị mắc kẹt.

Nếu dự án Arduino Mega đơn giản không bao giờ đi được xa, bạn đã không lãng phí nhiều tài nguyên cho dự án này. Nếu bạn thấy mình bị thúc đẩy để hoàn thành nó, việc chuyển sang chip Atmel có khả năng cao hơn sẽ không quá khó khăn.

Tôi nói hãy thử xem. Một số điều tôi đã nói và những người khác đã nói có vẻ như điều này là không thể vượt qua, nhưng đừng để chúng tôi cản trở bạn. Tiếp tục đặt câu hỏi mỗi khi bạn gặp chướng ngại vật và bạn sẽ thấy rằng hầu hết các kỹ sư đều thích thử thách và sẽ cung cấp cho bạn sự hiểu biết và giúp bạn cần đi xa trên con đường này.

Thi đua là rất nhiều niềm vui.

Không có câu trả lời nào khác đề cập rằng bạn chỉ có thể nhận được một con chip chạy tập lệnh m86k nguyên bản: loạt Coldfire . Một số hướng dẫn đã được gỡ bỏ; nếu chúng không được sử dụng quá thường xuyên, chúng có thể được mô phỏng bằng cách bẫy ngắt "lệnh không hợp lệ".

Tuy nhiên, bạn vẫn cần phải mô phỏng bộ xử lý video Yamaha YM7101 và bộ xử lý âm thanh Yamaha YM2612. Bạn có thể thử xây dựng các mô phỏng phần mềm trong DSP nhanh hơn nhiều, hoặc xây dựng một phiên bản FPGA của chúng. Có thể dựa trên các mô phỏng đồ họa hiện có của Megadrive.

Có Vi điều khiển với 16 MB Ram không?

Tôi khá chắc chắn rằng không có bộ xử lý nào có 16 MB RAM trên chip.

"16 MB RAM" được đề cập trong một số mô tả về 68000 ám chỉ đến bus địa chỉ bên ngoài 24 bit, theo lý thuyết, có thể giải quyết tối đa lên tới 2 ^ 24 byte = 16 MB RAM ngoài. Tôi hiểu rằng phần lớn các hệ thống sử dụng 68000 kết nối ít hơn 16 MB RAM ngoài.

Đặc biệt, Sega Mega Drive (còn gọi là Sega Genesis) có 72kB RAM và 64 kB RAM video. Đó là RAM ngoài . Cả Motorola 68000 và Zilog Z80 của nó đều không có RAM hoặc bộ nhớ cache trên chip.

Tôi khuyên bạn nên tạo một câu hỏi độc lập thứ hai với tiêu đề mô tả những gì bạn thực sự muốn biết, nhưng hãy để câu hỏi này là một câu hỏi chính tắc về RAM vi điều khiển để giúp nhiều người, nhiều người hiểu sai về "RAM 16 MB" có nghĩa là lý thuyết DRAM bên ngoài tối đa trong một số bộ xử lý, trong khi "RAM 2,5 KB" có nghĩa là SRAM trên chip vật lý thực tế có trong các bộ xử lý khác.

(*) Một vài bộ xử lý rất cao cấp được sản xuất sau năm 2006 có bộ nhớ cache trên chip từ 16 MB trở lên, nhưng những bộ xử lý đó cần nhiều RAM ngoài hơn - vì vậy nếu bạn thực sự cần 16 MB RAM, bạn sẽ cần 16 MB RAM ngoài bằng cách này hay cách khác.

Bạn có thể sử dụng CORTEX -M4 từ bảng STMF432 ... rất mạnh mẽ với rất nhiều RAM và thiết bị ngoại vi