Sipeed Tang Nano 20K: FPGA con RISC-V per retrogaming

Sipeed Tang Nano 20K è una scheda di sviluppo FPGA a basso costo basata su Gowin GW2AR-18 FPGA con 20736 celle logiche e 64 Mbit di RAM, che insieme a 64 MBit di flash QSPI fornisce risorse sufficienti per simulare un core RISC-V a 32 bit che avvia Linux o giocare a giochi retrò in un emulatore.

La scheda FPGA è dotata di una porta USB-C per l’alimentazione e per caricare il bitstream del FPGA tramite un microcontrollore BL616 che funge anche da chip USB-seriale, una porta HDMI e un’interfaccia LCD RGB per l’output video, due pulsanti utente e due righe di GPIO per collegare periferiche come gamepad (tramite adattatori).

L’azienda ha mostrato un core softcore RISC-V VexRiscv da 32 bit a 48 MHz (firmware Litex) in esecuzione sull’FPGA e avviando un’immagine minimale di Linux (nel video di Twitter sottostante è mostrato il funzionamento). Troverai anche vari esempi per controllare le interfacce HDMI e RGB LCD, l’uscita audio, l’UART e i LED su GitHub. Un altro progetto divertente è il sistema NESTang (qui progetto GitHub) FPGA Nintendo Entertainment System che funziona su schede Sipeed Tang Nano 20K e Primer 20K. La programmazione viene effettuata tramite l’ambiente di sviluppo Gowin IDE, e troverai le risorse per iniziare e ulteriori documenti e tutorial (schemi, datasheet, ecc…) nel wiki.

Sipeed ha appena iniziato a vendere la scheda di sviluppo Tang Nano 20K su Aliexpress a partire da $25. Troverai anche accessori come display da 4,3 pollici o 5 pollici e persino un kit completo per giochi retrò (circa $48) che include la scheda, due joystick con adattatori, una breadboard e un cavo USB per eseguire il bitstream NESTang e giocare a giochi NES utilizzando la porta HDMI a una risoluzione di 720p e con audio.

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Specifiche Sipeed Tang Nano 20K:

  • FPGA – Gowin GW2A-LV18QN88C8I7 con
    • 20.736 unità logiche (LUT4)
    • 15.552 infradito (FF)
    • RAM
      • 41.472 SRAM (S-SRAM)
      • SRAM a blocchi da 828K (B-SRAM)
      • Numeri di B-SRAM – 46
      • SDRAM SDR da 64 Mbit a 32 bit
    • Moltiplicatori 48x 18×18
    • 2x PLL
    • 8 banchi I/O
  • Debug integrato: CPU RISC-V a 32 bit Bouffalo Labs BL616 (RV32IMAFCP) @ fino a 320 MHz, SRAM da 480 KB, flash integrato per
    • JTAG per FPGA
    • Da USB a UART per FPGA
    • Da USB a SPI per la comunicazione FPGA
    • Frequenza di controllo generata dall’MS5351
  • Generatore di clock: MS5351 fornisce 3 clock aggiuntivi per l’FPGA
  • Archiviazione: flash QSPI a 64 Mbit per salvare il bitstream FPGA, slot per schede microSD per i dati
  • Interfacce di visualizzazione
    • Connettore LCD RGB a 40 pin
    • Porta HDMI
  • Audio – Amplificatore PCN MAX98357A, basetta a 2 pin per altoparlante
  • Espansioni: intestazione GPIO a 40 pin con SPI, SDIO, I2S, LCD, HDMI EDID, ecc…
  • Varie: 6 LED, 1 LED RGB (WS2812), 2 chiavi utente, pulsante di aggiornamento
  • Alimentazione: 5 V tramite porta USB-C
  • Dimensioni: 54,04 x 22,55 mm

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Simone Candido è un ragazzo appassionato del mondo tech nella sua totalità. Simone ama immedesimarsi in nuove esperienze, la sua filosofia si basa sulla irrefrenabile voglia di ampliare a 360° le sue conoscenze abbracciando tutti i campi del sapere, in quanto ritiene che il sapere umano sia il connubio perfetto tra cultura umanistica e scientifica.

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