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NeoApple2 - Apple2fpga的Xilinx Zynq移植版

Feng Zhou, 2021-7

EN | 中文

这是Stephen a. Edwards的Apple2fpga (http://www.cs.columbia.edu/~sedwards/apple2fpga/)在Xilinx Zynq平台上的移植。它在PYNQ-Z1 FPGA板上运行，可以模拟出一台Apple II+计算机。

主要功能，

  • 视频输出通过板载HDMI端口完成。
  • PS/2键盘输入。
  • 声音输出通过板载3.5mm单声道插座完成。
  • 单色/彩色模式切换。
  • MicroSD卡.nib格式软盘映像的加载。

完成照片

运行二进制包

你可以下载二进制包来运行，你下载的二进制包里有一个BOOT.BIN文件，这已经包括运行NeoApple2所需的所有内容了。但运行前，需要集齐以下硬件：

  • PYNQ-Z1 FPGA板（淘宝上有）。
  • Pmod PS2连接键盘的适配器板（这个可能不好买，但自己用PS/2插座焊一个很容易）。
  • PS/2键盘（不支持USB键盘）。
  • MicroSD卡，用于保存软盘映像。
  • 支持HDMI的显示器。
  • 一根HDMI线。
  • 一根MicroUSB线。
  • 一台电脑，通过USB与Z1连接。
  • 如果你需要声音，则还需要一根从Z1到音箱的3.5毫米音频线，或一个3.5毫米插头的耳机。

现在连接硬件：

  1. 将Pmod PS2插入Z1上的PMODA插座的上层（PMOD插座分上下两层，各6针，需要插上面一层）。然后将PS/2键盘插入Pmod PS2。
  2. 通过Z1上的HDMI OUT端口将Z1连接到您的显示器。
  3. 将你的音箱线或耳机连接到Z1左边的音频插孔。
  4. 用MicroUSB电缆连接Z1到你的电脑。
  5. 切换JP4跳线（在板子左上角）到MicroSD位置。在此设置中，板子从MicroSD卡启动。
  6. 用读卡器将MicroSD卡插入计算机。然后格式化为FAT32格式 (exFAT多半也是可以的)。然后将BOOT.BIN文件复制到根目录。
  7. 将你拥有的任何Apple II软盘映像文件复制到MicroSD卡根目录下。Internet Archive有很多Apple II软件和游戏。我们只支持.nib格式，但dsk2nib可以很方便地将.dsk, .do转换成.nib。

现在打开PYNQ Z1。按键盘任意键或BTN0。几秒钟后，你会看到“]”提示。

要加载磁盘映像，请在PC上打开任何串行控制台软件（例如Putty），连接到Z1（COM4或COM6）。然后可以操作命令行：

  • list列出所有磁盘映像。

  • load <x>加载软盘映像。

常见的Apple II命令，

CATALOG
PR#6
CALL -1184
LOAD
RUN
BRUN

从源代码编译

从源代码编译的简要说明：

  • 安装Xilinx Vivado设计套件 - HLx版本 - 2020.2。然后安装PYNQ-Z1 board files。
  • 安装Digilent IP库。
  • 在neoapple2/中编译Vivado代码，以获得定义硬件“平台”的XSA文件。
    • 在Vivado tcl Shell中source neoapple2/neoapple2.tcl。创建实际的项目文件。
    • 双击打开生成的项目文件neoapple2.xpr，进入Vivado。
    • 点击“generate bitstream”(在左下角)来编译整个项目。
    • File -> Export Hardware -> Include bitstream -> neoapple2.xsa
    • Tools -> Launch Vitis IDE
  • 在Vitis IDE中，编译neoapple2ui中的workspace来生成最终的SD卡引导映像，
    • 如果你还没在neoapple2ui工作区中，通过File -> Switch workspace打开它。
    • File -> New -> Platform Project，并将项目命名为neoapple2，对于"hardware specification"，选择上面生成的neoapple2.xsa。然后按“完成”。
    • Project -> Build All编译所有代码。如果一切顺利，您将在neoapple2ui/neoapple2ui_system/Debug/sd_card/BOOT.BIN中获得引导映像。

进一步的文档

系统的设计与实现请看技术报告（英文）。

视频演示：

Youtube video

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