C One: Аппаратная платформа для эмуляции ретро-компьютеров

Введение

Компьютер с одной платой C One — это одноплатный компьютер (SBC), созданный в 2002 году как усовершенствованная версия Commodore 64, домашнего компьютера, пользовавшегося популярностью в 1980-х годах. Разработанный Джери Эллсвортом и Йенсом Шенфельдом из Individual Computers, которые сами производили платы, C One был переработан для обеспечения возможности клонирования других 8-битных компьютеров.

Дизайн

Машина использует комбинацию конфигурируемых чипов Altera Field Programmable Gate Array (FPGA) и модульных карт расширения процессора для создания режимов совместимости, эмулирующих работу многих старых домашних компьютеров. Процессор по умолчанию – W65C816S (от Western Design Center), который используется как в режиме совместимости Commodore 64, так и в собственном режиме работы C One. C One – это не просто программный эмулятор, он загружает различные основные файлы с карты для настройки аппаратного обеспечения FPGA и воссоздания работы основных логических чипсетов, используемых в старинных компьютерах. Это обеспечивает высокоточную и настраиваемую аппаратную платформу эмуляции. C One не ограничивается воссозданием исторических компьютеров: его программируемая логика может быть использована для создания совершенно новых, пользовательских компьютерных архитектур. В 2004 году платформа была расширена за счет добавления ядра Amstrad CPC, разработанного Тобиасом Губенером. В 2006 году Питер Вендрих портировал свой проект FPGA 64 (первоначально предназначенный для FPGA Xilinx) и доработал его для C One. Это ядро поддерживало эмуляцию машин PAL и NTSC, стремилось к тактовой точности и эмулировало многие ошибки и особенности оригинального оборудования. В 2008 году, после разработки карты "Extender", добавившей третью FPGA, Тобиас Губенер добавил совместимость с Amiga 500, портировав на платформу код Minimig Денниса ван Вьерена. Это ядро заменило физический процессор 68000 и чип PIC из оригинальной системы на собственное ядро TG68 CPU, реализованное на FPGA. Недавние разработки этого ядра включают функции, недоступные на оригинальной плате Minimig. В 2009 году Питер Вендрих выпустил "предварительную версию" ядра C64 следующего поколения под названием "Chameleon 64" с существенно расширенными характеристиками по сравнению с его предыдущим ядром. В середине 2009 года была выпущена новая версия ядра CPC, включающая встроенное ядро SymbOS для управления эмуляцией устройств и режим разблокировки тактовой частоты для достижения скорости процессора до 80 МГц. На сегодняшний день платы C One производятся немецкой компанией Individual Computers и в настоящее время продаются по цене 333 евро вместе с расширительной картой FPGA.

The machine uses a combination of configurable Altera field programmable gate array (FPGA) chips and modular CPU expansion cards to create compatibility modes that duplicate the function of many older home computers. The default CPU is the W65C816S (by Western Design Center) which is used in Commodore 64 compatibility mode as well as the C One's native operating mode. The C One is not merely a software emulator, it loads various core files from a card to configure the FPGA hardware to recreate the operation of the core logic chipsets found in vintage computers. This provides for a very accurate and customizable hardware emulation platform. The C One is not limited to recreating historical computers: its programmable core logic can be used to create entirely new custom computer designs. In 2004, the platform was expanded to include an Amstrad CPC core made by Tobias Gubener. In 2006, Peter Wendrich ported his FPGA 64 project (originally intended for a Xilinx FPGA) and enhanced it for the C One. This core supported both PAL and NTSC machine emulation, and aimed to be cycle exact and emulate many of the bugs and quirks of the original hardware. In 2008, after development of an "Extender" card which added a third FPGA, Tobias Gubener added Amiga 500 compatibility by porting Dennis van Weeren's Minimig code to the board. This core replaced the physical 68000 CPU and the PIC chip from the original with his own TG68 CPU core on the FPGA. Recent developments to this core include features not possible with the original Minimig board. In 2009, Peter Wendrich released a "preview" of a next generation C64 core called "Chameleon 64", with a greatly expanded specification compared to his earlier core. A new version of the CPC core was also released in mid 2009, featuring an embedded SymbOS core for control of device emulation, and a clock unlocked mode for CPU speeds of up to 80 MHz. So far, C One circuit boards have been produced by German company Individual Computers, and they currently sell for €333 with the FPGA extender card.