微處理器軟核代碼開放，那么將源代碼用工具例化到FPGA里面是不是就能實(shí)現(xiàn)其邏輯功能，當(dāng)年流行的微處理器成就的一些產(chǎn)品是不是可以再拿出來回味回味呢？答案是肯定的， MicroCore的MCL51，MCL65等，就可以將代碼綜合后例化到FPGA里面，分配了引腳就可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的邏輯功能。今天小編就帶領(lǐng)各位領(lǐng)略一下用FPGA使當(dāng)年風(fēng)靡的Atari 2600 VCS游戲機(jī)和Apple II個(gè)人電腦再次重生！

MicroCore的MCL65軟核，微處理器版本型號(hào)為6502，此型號(hào)處理器在1970s，1980s和以后的時(shí)間里被用在很多的產(chǎn)品中。MicroCore實(shí)驗(yàn)室目前在開發(fā)超小型的基于微定序器的嵌入式處理器內(nèi)核具有非常多的經(jīng)驗(yàn)，其處理器內(nèi)核可以在任何FPGA或ASIC技術(shù)中實(shí)現(xiàn)，他們最近實(shí)現(xiàn)了基于Artix-7以MCL51為內(nèi)核的同步模塊冗余系統(tǒng)應(yīng)用。小編將MCL65軟核例化到Spartan-7 S50 FPGA里面，例化后占用的FPGA的資源只有0.77%，接下來看看應(yīng)用的效果怎么樣。先前小編就寫過在Commodore VIC-20 PC上面應(yīng)用的例子，今天將軟核編譯后下載到FPGA里面然后應(yīng)用到Atari 2600 VCS（Video Computer System）和Apple II PC中，這兩款機(jī)器都是在1977年問世的，而且MCL65處理器在這兩款機(jī)器中的應(yīng)用都很好，而且都是完全依賴指令級(jí)定時(shí)循環(huán)的特定功能。

圖.1 用Spartan-7 FPGA使MicroCore 實(shí)驗(yàn)室的MCL65處理器運(yùn)行在Atari 2600 VCS中

將Atari 2600 VCS的視頻輸出端口和NTSC制式的模擬TV顯示器相連接，因?yàn)樗挥?28 bytes的RAM空間，這對(duì)于幀寄存器來講實(shí)在是太小了，所以處理器需要產(chǎn)生一個(gè)新的30幀每秒的視頻格式，為的是和TV的水平掃描頻率和垂直刷新頻率保持一致。圖.1所示為MicroCore實(shí)驗(yàn)室的MCL65處理器核例化到價(jià)值109美元的Digilent Arty S7 Spartan-7 FPGA 開發(fā)板上，并將例化有軟核處理器邏輯功能的開發(fā)板應(yīng)用在Atari 2600 VCS上，如圖所示是顯示了游戲的畫面。

圖.2 用Spartan-7 FPGA 使MCL65處理器在Apple II 上啟動(dòng)Apple Dos 3.3

接下來，用同樣的方法將例化有MCL65軟核代碼的FPGA模塊用到Apple II的個(gè)人電腦中。傳奇的Steve Wozniak設(shè)計(jì)了Apple II的軟盤驅(qū)動(dòng)Disk II，他在學(xué)過了當(dāng)時(shí)基于TTL芯片的軟盤控制器和WD1771軟盤控制器之后，決定使用更少的硬件來設(shè)計(jì)一個(gè)更好的軟盤控制器。他所設(shè)計(jì)的控制器是基于精確的指令級(jí)別的處理器時(shí)間，將要寫進(jìn)/讀出軟盤的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼/解碼。這也是Steve Wozniak自己所描述的在蘋果公司做的最棒的工作，令他終身難忘，他的功績也永久的載入了Apple II的成功的歷史中。將MicroCore實(shí)驗(yàn)室的MCL65處理器核代碼編譯后實(shí)例化到Digilent Arty S7 Spartan-7 FPGA開發(fā)板中，并將此開發(fā)板連接到Apple II上面，并且從Disk II啟動(dòng)Apple的DOS 3.3，得到的結(jié)果如圖.2所示。本次小編就介紹這兩個(gè)平臺(tái)的應(yīng)用，如果你感興趣的話可以自己下載MicroCore實(shí)驗(yàn)室的MCL65處理器內(nèi)核代碼進(jìn)行自己的開發(fā)。于此同時(shí)介紹一下本次小編使用的硬件里面的Spartan-7 FPGA，它提供了較小的芯片尺寸，較高的性能，豐富的接口和相應(yīng)的擴(kuò)展功能，能夠兼容Vivado的設(shè)計(jì)工具包，使本次的硬件歷史之旅表現(xiàn)的很到位。

總結(jié)：

科技的發(fā)展可謂是每天都在變化，在變化之中也有著科技的經(jīng)典之作。在軟硬件都開源時(shí)代背景下，很難預(yù)測(cè)下一個(gè)十年硬件會(huì)發(fā)展成什么樣一種狀態(tài)，但是基本的邏輯是不會(huì)改變的，歷史中的發(fā)展規(guī)律和設(shè)計(jì)思想可以拿來學(xué)習(xí)，借鑒，回味。每一個(gè)人都有成為科技的領(lǐng)軍人物的可能，會(huì)創(chuàng)造歷史的人有著瘋狂的精神，但也要從小事做起。抓住開源的機(jī)遇，抓住FPGA和各種工具的便利，堅(jiān)信自己的選擇，想搞事情可以先從做一個(gè)技術(shù)大咖開始哦！