AMD Xilinxの FPGA Spartan-6 XC6SLX16のボードを買ってアーケードゲームを動かす (ALINX AX309 XC6SLX9の中華クローンの XC6SLX16版を購入しました)

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・2022/06/10

AMD Xilinxの FPGA Spartan-6 XC6SLX16のボードを買ってアーケードゲームを動かす

(ALINX AX309 XC6SLX9の中華クローンの XC6SLX16版を購入しました)

Tags: [FPGA], [電子工作], [Xilinx XC6SLX9], [FPGA 2022]

● AMD Xilinxの FPGA Spartan-6 XC6SLX16のボードを買ってみたのでアーケードゲームを動かして自己満足

　自分でハードウェアの回路をプログラムできると言う FPGAと言う物が有る事を知ったので興味が有ったので買ってみました。

　嘘です。単に過去のアーケードゲームを動かして自己満足したかっただけです。

　2001年の私のギャラクシアンの FPGA化をきっかけに当時はアーケードゲームを FPGAで動かす事が流行しました。

・2004/05/10

スパルタン２で"ギャラクシアン基板"を作る！
Verilog言語で記述してあります

・2002/10/10

スパルタン２で"MIDWAY 8080(TAITO インベーダ基板)"を動かす！
ハードウェアで本物を作ります

・2003/05/06

スパルタン２で"パックマン"を動かす！
FPGAでパックマンが動きます

・2004/06/05

スパルタン２で"ド＊キーコ＊グ"を動かす！
これもFPGAで動いちゃいます

・2004/08/03

スパルタン３でアーケードゲームを動かす！
XAPP694の使用例、INVADER/GALAXIAN/PACMAN/D*NKEY-K*NG/TIME PILOT

　当時は下記のデバイスで動かしていました。

発表年	Maker	Family	Model	Logic Cells/LE	System Gates(Logic and RAM)	Total CLBs	Total Distributed RAM Bits(K=1024)	Total Block RAM Bits(K=1024)
2000年	Xilinx	Spartan-2	XC2S100	2700	100K	600	37.5K	40K = 6KB
2000年	Xilinx	Spartan-2	XC2S150	3888	150K	864	54K	48K = 6KB
2003年	Xilinx	Spartan-3	XC3S200	4320	200K	480	30K	216K = 24KB
2002年	Altera	Cyclone	EP1C3	2910	??	??	58.5K	128x36x13 = 6656 byte
2002年	Altera	Cyclone	EP1C20	20060	??	??	288K	128x36x64 = 32KB

　時は流れて 2022年、、、

　FPGAメーカー
　Altera -> 2015年に Intelが買収
　Xilinx -> 2022年に AMDが買収

Xilinx
Altera

　但し、FPGAデバイスそのものは 2009年とかで 10年以上前で止まっていますが、、、（FPGAはオワコンなの？）

発表年	Maker	Family	Model	Logic Cells/LE	System Gates(Logic and RAM)	Total Distributed RAM Bits(K=1024)	Total Block RAM Bits(K=1024)
2009年	Xilinx	Spartan-6	XC6SLX16	14579	??	136Kb	576Kb = 64KB
2011年	Xilinx	Zynq-7000	XC7Z010	28K	??	??	2.1Mb = 256KB
2009年	Altera	Cyclone IV	EP4CE6	6272	??	??	270Kbits = 30KB
2014年	Altera	MAX 10 FPGA	10M08S	8000	??	??	378Kbits = 42KB

　※ XC6SLX16の圧勝！（評価基板で価格が安いもの）（Zynqは考えない）

● Xilinxと Alteraの FPGAのおさらい

Family	RAMの名称	bit	Dual-port	Single-port	Device	RAM qty.	bits
Spartan-2	Spartan-2 Block SelectRAM+	4096 bit	RAMB4_S#_S#	RAMB4_S#	XC2S200	14個	56K bit
Spartan-3	Spartan-3 SelectRAM/ Block RAM	18432 bit	RAM16_wA_wB	RAM16_Sw	XC3S200	12個	216K bit
Spartan-6	Spartan-6 Block RAM	18432 bit	RAMB16BWER/RAMB8BWER		XC6SLX16	32個	576K bit
Cyclone	Cyclone M4K RAM	4096 bit			EP1C20	64個	288K bit
Cyclone IV	Cyclone IV Embedded Memory M9K	9216 bit			EP4CE6	30個	270K bit
MAX 10 FPGA	MAX 10 Embedded Memory M9K	9216 bit	"synthesis ramstyle" pragma		10M08S	42個	378K bit

● Xilinxと Alteraのどっちを選ぶか？

　Xilinxの Spartan-6を使った基板が安くて性能が良いので Xilinxにしました。
　Xilinx Spartan-6 XC6SLX16

　Alteraの Cyclone IVを使った基板はショボくて高かったです。
　Altera EP4CE6

　2022年の今なら Alteraは MAX 10 FPGA 10M08Sの MAX 10 FPGA 評価キット？（$49.95）

Intel MAX 10 - 10M08 Evaluation Kit

● Xilinxの FPGAのシリーズ

Spartan-6 Family Overview

　安い事を条件に選びました。

　Spartan-6,45nm,2009年
　Spartan-7,28nm,2010年
　Zynq-7000 SoC,28nm,2011年

　マイニング装置の廃棄基板の EBAZ4205や ANTMINERに ZYNQ7010 XC7Z010が載っています。
　2000円程度でジャンク基板を購入できるので流行しています。
　（最近はプレミア価格で上昇している）

　私は ZYNQを使いこなす能力が無いのと Spartan-7の基板は中華通販でも高かったので Spartan-6にしました。

ZYNQ開発ボードXC7Z7010ラーニングボードFPGAラーニングEBAZ4205
ASIN: B09KHM7MPK

商品の説明に「普通に使用できます。」と書いて有るので商品側の問題（故障、部品欠損）で動かない場合は返品ができると思います。

ALINX AX309C: Spartan-6 XC6SLX9 (FPGA開発ボード+USBダウンローダー)
ASIN: B07DBNVSH8

Sinkr Xilinx DLC10 JTAG Download Debugger Programmer デバッガコンパイラケーブルチップ暗号化互換性 XILINX Platform Cable USB FPGA CPLD DLC9
ASIN: B09Q794QT9

自動車部品ザイリンクスSPARTAN6 XC6SLX16.マイクロブレイズのためにフィットする SDRAM USB2.0 FPGA.開発委員会車の部品
ASIN: B09L7KPCDV

● FPGAに回路のプログラムを書き込む USBアダプタ

　FPGAに回路のプログラムを書き込む為に USBアダプタが必要です。
　（2001年の当時はプリンタポートに接続するアダプタが主流でした）

　Xilinx純正品は $270（日本国内の流通価格は 5万円程度）して高すぎて買えないので中華なぱいぱい、DLC10の中華の互換品を購入します。

　DLC10は DLC9の後継機種で DLC9の機能にチップ暗号化機能（eFUSE機能）を追加しています。

プラットフォームケーブル USB II

　DLC9、DLC10は最高転送速度 12MHz。
　DLC20は最高転送速度 40MHz。
　FTDI系は最高転送速度 30MHz。

DLC9G	PLATFORM CABLE USB	HW-USB-G	黒色	DS300 (v3.3) June 25 2014
DLC10	PLATFORM CABLE USB II DLC10 JTAG	HW-USB-II-G	赤色	DS593 (v1.5.1) August 6 2018
DLC20	SmartLynq Data Cable	HW-SMARTLYNQ-G	水色	SmartLynq Data Cable Quick Start Guide
中華 DLC9G	Platform Cable USB		白色	左下の USBマーク黒色、+5V 0.07A、基板赤色
中華 DLC9LP	Platform Cable USB		白色	左下の USBマーク青色、+5V 0.15A、基板緑色
中華 DLC10	Platform Cable USB II		白色	左下の USBロゴ黒色、+5V 0.15A
中華 FT2232版	Platform Cable USB		白色	左下の USBロゴ青色、+5V 0.15A
中華 HS2 FT2232版	High Speed Cable USB	JTAG HS2	白色	左下の USBロゴ無し、+5V 0.15A
中華 SMT2 FT2232版	JTAG Programming Cable USB	JTAG SMT2	白色	左下の USBロゴ赤色、+5V 0.15A

　中華クローンは非常に多くの似て非なる種類が有ります。

● Cable Support for eFUSE Programming

　eFUSEとは FPGAの暗号化機能。

eFUSE プログラミングのケーブルサポート

　・Xilinx SmartLynq Data Cable (HW-SMARTLYNQ-G/DLC20)
　・Xilinx Platform Cable USB II (DLC10)
　・Digilent JTAG-HS1
　・Digilent JTAG-HS2
　・Digilent JTAG-HS3

● Xilinx USBプログラマの基板写真
DLC9LP_front_1024.jpg 140 KB

　Xilinx USBプログラマの基板写真 DLC9LP CY7C68013A + XC2C256

DLC10.jpg 490 KB

　Xilinx USBプログラマの基板写真 DLC10 CY7C68013A + XC3S200A

● Digilent製の USBアダプタ

　その他、FTDI製の FT2232や FT4232を使用した Digilent版が有ります。
　FTDI系は最高転送速度 30MHz。

Programmers - Digilent Reference

Model	Digilent Adept	4線 JTAG	2線 JTAG	ZYNQ-7000 PS_SRST_B	Zynq PS_POR_B	SPI	GPIO
Digilent JTAG HS1	OK	OK	NG	NG	NG	OK	NG
Digilent JTAG HS2	OK	OK	OK	NG	NG	OK	NG
Digilent JTAG HS3	OK	OK	NG	OK	NG	NG	NG
Digilent JTAG SMT1	OK	OK	OK	NG	NG	NG	NG
Digilent JTAG SMT2	OK	OK	OK	OK	NG	OK	OK
Digilent JTAG SMT3	OK	OK	NG	OK	NG	NG	NG
Digilent JTAG SMT4	OK	OK	NG	OK	OK	NG	NG

　ちなみに Digilentの FT2232Hを使用した JTAGアダプタはコピーガード用の暗号 ICが載っているそうです。
　なので、単純に FT2232Hのモジュール基板を Digilentとして使う事はできません。

● Xilinxと Alteraの両方に対応の USBプログラマ
DSJTAG is a 2in1 USB JTAG cable for Xilinx or Altera FPGA/CPLD

● ALINX AX309 XC6SLX9の中華クローンの XC6SLX16版を購入しました

　ALINX AX309 XC6SLX9の中華クローンの XC6SLX16版を購入しました。

ALINX AX309: Spartan-6 XC6SLX9 FPGA Development Board

[AX309] XILINX Spartan-6 XC6SLX9 FPGA Development Board LX9

alinxalinx / AX309

Spartan-6 FPGA Development Board AX309 User Manual

Xilinx Spartan-6 FPGA ファミリ
　Spartan-6 XC6SLX16

Xilinx Spartan6 XC6SLX9 FPGAカメラ評価ボード

● AX309 clone Main parameter
FPGA chip: Xilinx Spartan6 XC6SLX16-2FTG256C
Voltage: 5V, USB interface Power supply and Serial port
USB Serial port: CP2102
Crystal oscillator: 50MHz
SDRAM: 256Mbit SDRAM
FLASH: 16Mbit SPI FLASH, FPGA Congif and User data
EEPROM: IIC EEPROM 24LC04 4K bit, 512 byte
Extended IO number: 68pin
IO port level: 3.3V
JTAG I/F: 14 pin
VGA color: 65536 colors, RGB565
RTC: DS1302, Battery CR1220
SD card socket: SPI Mode
LED: 4
7 Seg.: 6
Button: 4
Buzzer: Piezo
Camera I/F: OV5640 Camera Module
PCB layer: 4 layers
Board Size: 90mm * 130mm

・STMicroelectronics M25P16VP 16Mbit 2MB SPI 50MHz M25P16
　Micron M25P16 Serial Flash Embedded Memory
https://www.micron.com/-/media/client/global/documents/products/data-sheet/nor-flash/serial-nor/m25p/m25p16.pdf

・ATMEL 04CM AT24C04C 4Kbit（512 x 8） I2C 1MHz

・Hynix H57V2562GTR-75C 256Mbit 16M x 16 SDRAM 133MHz CL3
　CAS latency 3 4Banks x 4Mbits x16

● Xilinx Spartan-6 XC6SLX16の開発環境

・2022/06/15

AMD Xilinxの FPGAの開発アプリ ISE WebPackをダウンロードして Windows 10で動かす方法
Spartan-6の FPGAの開発用に Xilinx ISE WebPack開発ソフトウェアを Windows 10で動かす方法

Tags: [FPGA], [電子工作], [Xilinx XC6SLX9], [FPGA 2022]

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AMD Xilinxの FPGA Spartan-6 XC6SLX16のボードを買ってアーケード ゲームを動かす

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