Sipeed Tang Nano 20K บอร์ดพัฒนา FPGA สามารถจำลองแกน RISC-V, รัน Linux, เล่นเกม Retroได้

Sipeed Tang Nano 20K เป็นบอร์ดพัฒนา FPGA ราคาถูก ($25 หรือ ~860฿) ที่ใช้ Gowin GW2AR-18 FPGA พร้อม 20,736 logic cells และ RAM 64Mbit ซึ่งเมื่อรวมกับ QSPI flash 64MBit ให้ทรัพยากรที่เพียงพอสำหรับจำลอง RISC-V core 32 บิตที่บูต Linux หรือเล่นเกม Retro ในโปรแกรมจำลอง

บอร์ด FPGA มาพร้อมกับพอร์ต USB-C สำหรับจ่ายไฟและโหลด FPGA bitstream ผ่านไมโครคอนโทรลเลอร์ BL616 ที่ทำหน้าที่เป็น USB to serial, พอร์ต HDMI และอินเทอร์เฟส RGB LCD สำหรับเอาต์พุตวิดีโอ และมีปุ่มผู้ใช้สองปุ่ม, และช่องต่อ GPIO สองแถวเพื่อเชื่อมต่อวงจรรอบข้าง (peripherals) เช่น Gamepad (ผ่าน adapter)

สเปค Sipeed Tang Nano 20K :

FPGA – ใช้ชิป Gowin GW2A-LV18QN88C8I7 กับ
- - 41,472 shadow SRAM (S-SRAM)
  - 828K block SRAM (B-SRAM)
  - Numbers of B-SRAM – 46
  - 64Mbit 32-bit SDR SDRAM
- 48x 18×18 multipliers
- 2x PLLs
- 8x I/O Bank
Onboard debugger – Bouffalo Labs BL616 32-bit RISC-V CPU (RV32IMAFCP) @ สูงสุด 320 MHz, 480KB SRAM,embedded flash สำหรับ
- JTAG สำหรับ FPGA
- USB เป็น UART สำหรับ FPGA
- USB เป็น SPI สำหรับการสื่อสาร FPGA
- ควบคุมความถี่ที่สร้างขึ้นโดย MS5351
Clock generator– MS5351 มีนาฬิกาพิเศษ 3 ตัวสำหรับ FPGA
Storage– QSPI flash 64Mbit เพื่อบันทึก FPGA bitstream, ช่องเสียบ microSD card slot สำหรับข้อมูล
อินเทอร์เฟสการแสดงผล
- คอนเนกเตอร์ RGB LCD 40 ขา
- พอร์ต HDMI
เสียง Audio – เครื่องขยายเสียง MAX98357A PCN, Pin-Header 2 ขาสำหรับลำโพง
ส่วนขยาย – Pin-Header GPIO 40 ขาพร้อม SPI, SDIO, I2S, LCD, HDMI EDID ฯลฯ…
อื่นๆ – 6x LEDs, 1x RGB LED (WS2812), 2x user keys, ปุ่มอัพเดท
แหล่งจ่ายไฟ – 5V ผ่านพอร์ต USB-C
ขนาด – 54.04 x 22.55 มม.

Sipeed Tang Nano 20K pinout diagram — pinout diagram ของ Sipeed Tang Nano 20K

บริษัทมี RISC-V VexRiscv softcore (Litex firmware) 32 บิต 48MHz (Litex firmware) ที่รันบน FPGA และการบูต minimal Linux image ในวิดีโอที่ Twitter ที่อยู่ด้านล่าง, สามารถพบตัวอย่างต่างๆ เพื่อควบคุมอินเทอร์เฟส HDMI และ RGB LCD, audio output, UART และไฟ LED บน GitHub มีอีกหนึ่งโปรเจ็กต์ที่น่าสนใจคือ NESTang FPGA Nintendo Entertainment System ที่ทำงานบนบอร์ด Sipeed Tang Nano 20K และ Primer 20K การเขียนโปรแกรมจัดทำผ่าน Gowin IDE และแหล่งข้อมูลเพื่อเริ่มต้นใช้งานและเอกสารฮาร์ดแวร์เพิ่มเติม (ผังวงจร schematics, datasheets ฯลฯ …) บน wiki

#FPGA Tang Nano 20K run #RISCV RV32IMA, boot up #Linux ! pic.twitter.com/gMOeps4Kf2

— Sipeed (@SipeedIO) May 18, 2023

Sipeed ขายบอร์ดพัฒนา Tang Nano 20K บน Aliexpress ราคาเริ่มต้น $25(~860฿) มีอุปกรณ์เสริมเช่นหน้าจอขนาด 4.3 นิ้วหรือ 5 นิ้ว และชุดเกม เกม Retro ประมาณ $48(~1,600฿) ประกอบด้วยบอร์ด, จอยสติ๊ก 2 อันพร้อม Adapter, แผงต่อวงจรหรือเบรดบอร์ด, และสาย USB เพื่อรัน NESTang bitstream และเล่นเกม NES บางเกมผ่านพอร์ต HDMI ที่ความละเอียด 720p และเสียง