Trevor e powerpc ?

[saimon69]

@cdimauro

Sto cercando di capire anche io come funziona concettualmente una FPGA: da quel che ho capito e' un chip in cui i transistor possono essere, via linguaggio VHDL(o verilog o altri, sto guardando sotto wikipedia), pilotati a comportarsi in una certa maniera; facendo un paragone con un oggetto fisico come una basetta (o breadboard), possiamo considerare la FPGA come il suo equivalente software?


(P.S. non ho basi di elettronica quindi queste sono le mie considerazioni personali)

[clros]

@cdimauro

Sto cercando di capire anche io come funziona concettualmente una FPGA: da quel che ho capito e' un chip in cui i transistor possono essere, via linguaggio VHDL, pilotati a comportarsi in una certa maniera; facendo un paragone con un oggetto fisico come una basetta (o breadboard), possiamo considerare la FPGA come il suo equivalente software?

(P.S. non ho basi di elettronica quindi queste sono le mie considerazioni personali)

Provo a rispiegartelo io (ma lo avevano già fatto nei post passati).
Una FPGA è un insieme di transistor.
Scrivendo un programma in VHDL si dice a questi transistor di connettersi tra loro in ben precise maniere, in modo da realizzare dei ben precisi comportamenti.
Dopo la programmazione in pratica (e semplificando un po') all'interno della FPGA hai un circuito elettronico che si comporta esattemente come gli hai detto di fare con l programma.
Se gli dici di comportarsi come un 68000 vuol dire che all'interno della FPGA i transistor verranno collegati tra loro in modo da realizzare gli stessi identici circuiti di un 68000. In pratica la fpga adesso e' un 68000.
Non si "emula" niente. Non si dice alla FPGA "guarda, anche se non sei un 68000, devi fare finta di comportarti come lui". Non si "maschera" la FPGA di 68000.
Semplicemenet si realizzano gli stessi circuiti del 68000. Il risultato è che NON hai qualcosa che finge un 68000, il risultato è un 68000 in "carne e ossa".

[schiumacal]

Caspiterina ragazzi, sono stato un intero pomeriggio per cercare di scrivere nella maniera piu' dettagliata possibile e semplice, cosa e' un FPGA. Ed ora ricominciamo tutto daccapo.

[marmotta]

Penso che l'equivoco nasca tutto dal significato che vogliamo dagli alla parola emulazione. Come ho detto in un mio post precedente in informatica il termine ha assunto un significato che non ha nulla a che fare con un FPGA (quindi si può dire che non emula nulla) ma se si prende il termine in un senso più letterario allora può essere giusto dire anche che emula.

Niente a che vedere con l'emulazione software ad esempio di winuae, ma (sempre in senso letterario) se tu nasci X e poi diventi Y stai "emulando" Y.... Che poi se tu nello stato X non servi a nulla e' un'altro conto

Non sto dando ragione a nessuno, anzi sto dando ragione a tutti.... in quanto a seconda del punto di vista che si guarda la cosa, tutti hanno ragione

Forse per evitare equivoci sarebbe meglio dire che l'FPGA "clona" qualsiasi processore (compreso il 68000) invece di dire emula, termine che crea solo confusione.

[cdimauro]

Ragazzi un 68000 e' un 68000 CHIP fisico
FPGA e' un chip fisico
se alla fine della programmazione ha a tutti gli effetti tutte le funzioni di un 68000 come lo conosciamo noi non sara' MAI un 68k e pur sempre un chip che lo emula anche se ha al 100% tutte le funzioni dai non prendiamoci in giro!!
In parole povere
fai fare a fpga un 68k non lo fa' FISICAMENTE MA LO FA EMULANDOLO NEL MIGLIORE DEI MODI!
Alla fine e' quello che fa winuae usa un x86 per emulare un 68 k solo che
winuae e' un programma/emulatore e tina/fpga ha l'emulatore programmato dentro fpga!!
non giriamoci tanto intorno e non prendeci tanto in giro
In ogni caso non vedo l'ora di vedere qualcosa di pronto da provare eventualmente
complimenti

Claudio ha spiegato benissimo tutto, ma approfitto del tuo messaggio perché, a mio avviso, è risolutivo per la questione espressa: hai fatto un esempio che dimostrerà che proprio di emulazione NON si può parlare. Grazie!

Quando parliamo di emulazione vuol dire che c'è un sistema X che ha una sua precisa identità (detto in altri termini: "funziona in un certo modo") che viene usato per emulare un sistema Y che ha sua, specifica, identità ("funziona in un ALTRO modo").

Con WinUAE abbiamo un sistema X = x86 che emula un sistema Y = 68000. X e Y hanno una loro precisa, assolutamente diversa, identità.

Ce diciamo che l'FPGA "emula" un qualunque sistema Y (nello specifico, un Amiga), vuol dire che ha una sua identità X. Quale sarebbe allora? In realtà in questo caso non c'è nessuna identità. X non esiste.

L'FPGA è soltanto un insieme di transistor che devono essere collegati opportunamente per FUNZIONARE COME un sistema che vogliamo. Nello specifico: Y = Amiga.

Come funziona l'FPGA? Esattamente come un 68000, se vogliamo. Spiccicato.

Che significa questo? Che per farlo funzionare come un 68000 noi dobbiamo fare ESATTAMENTE lo stesso lavoro dei progettisti del 68000.
Quindi prendere un po' di transistor e usarli per implementare i suoi registri D0-D7, A0-A7, SR. Prendere un po' di transistor per implementare il decoder del istruzioni. Prendere dei transistor per realizzare l'ALU che fa i calcoli. Prendere dei transistor per realizzare il bus verso la memoria. Ecc. ecc. ecc.

Qual è la differenza rispetto al passato? Perché gli ingegneri che hanno realizzato il 68000 non hanno lavorato come si fa con gli FPGA. E in effetti all'epoca non esistevano né VHDL né Verilog, che sono i linguaggi più usati per programmare gli FPGA, ma non solo: vengono usati nel campo della microelettronica per progettare di tutto, comprese le CPU moderne.

Pensare di sviluppare CPU alla vecchia maniera sarebbe stupido perché bisognerebbe impiegare una quantità di tempo abnorme. Oggi, poi, le CPU sono MOLTO più complicate, e arrivano a integrare anche MILIARDI di transistor. Quindi quella strada non è più fattibile, e si usano VHDL e Verilog.

Qual è la differenza fra una CPU disegnata esattamente così e una realizzata per un'FPGA? Che, come già detto, nel primo caso il VHDL o il Verilog hanno prodotto un design estremamente ottimizzato, dove i transistor vengono impiegati esattamente per uno e un solo scopo preciso. Una volta passato da VHDL/Verilog al silicio, non si torna indietro.

Con un FPGA, invece, parecchi transistor sono impiegati per consentire la realizzazione di blocchi logici che consentono di definire in fase esecuzione una certa logica che va soddisfatta. I registri vanno implementati sempre con transistor, ma se ne sprecano parecchi rispetto a una CPU con design ormai "fisso". Se devo realizzare un decoder, userò tanti transistor in più rispetto a una CPU con design "fisso", che ha lo schema di codifica ottimizzato, ecc.

Ma in ogni caso io progettista di CPU devo fare lo STESSO lavoro, sia che la mia CPU la devo "fissare" in silicio sia che debba funzionare su un FPGA. E funzionerà allo STESSO modo in entrambi i casi.

Infatti se poteste vedere un diagramma dei segnali della CPU, vedreste ciclo di clock per ciclo di clock lo stesso spettacolo "di massima". Ovviamente internamente la CPU "fissa" avrebbe meno segnali e meno porte logiche/transistor per fare le stesse cose, mentre l'FPGA ne impiegherebbe di più, ma di "vedrebbero" sostanzialmente le stesse operazioni.

Spero sia chiaro una volta per tutte, e perché parlare di emulazione non si può, visto che non c'è niente di emulato.

[Mck]

Concordo con quanto detto da cdimauro e aggiungo che con FPGA si può aggiungere istruzioni e creare un mai uscito 68090 come è avvenuto in tutte le famiglie di CPU.

[Grendizer]

Il discorso non fa una grinza ed è molto chiaro...

ma quindi l'FPGA emula il 68000????

BUHAHAHAHAHAHA!

Scusate ma non ho resistito, ma a sto punto mi sorgono fuori diverse domande:

* quanti transistor hanno le fpga che volte utilizzare?

* di quanti transistor reali è fatto il 68000 e di quanti ne serviranno su FPGA?


A questo punto, tramite fpga si potrebbero per esempio creare sistemi multi processore per quando AROS li supporterà, con lo stesso hardware a transistor (se se ne ha abbastanza..).... sembra spettacolare l'idea di creare un computer FPGA perchè, con una migliore capacità di programmazione non solo si potrebbe ottimizzare il software per l'hardware (come avveniva su Amiga per sfruttare il sistema al massimo), ma si potrebbe migliorare le prestazioni dell'hardware stesso indipendentemente dal software, utilizzando + transistor ed evolvendo e migliorando il processore stesso! Si creerebbe cioè un Amiga che potrebbe evolvere con lo stesso hardware senza dover cambiare pezzi.... ovviamente il tutto è strettamente dipendente dal numero di transistor presenti sull'FPGA....
l'obbiettivo massimo sarebbe quindi poter utilizzare tutti i transistor a disposizione nell'FPGA per aumentare al massimo le performance del sistema e le features.

Quanto da me esposto ha un senso oppure mi sto creando un mio mondo virtuale ed ho travasato alcuni concetti di funzionamento dell'FPGA?

Ma le FPGA vengono vendute in dotazione di transistor "standard", o si puo' decidere in fase di ordine il quantitativo?

[cdimauro]

Il discorso non fa una grinza ed è molto chiaro...

ma quindi l'FPGA emula il 68000????

BUHAHAHAHAHAHA!

Scusate ma non ho resistito, ma a sto punto mi sorgono fuori diverse domande:

* quanti transistor hanno le fpga che volte utilizzare?

Diversi milioni, che suddivisi per implementare funzionalità predefinite. Ci sono quelli impiegati per le Logic Element (LE), che vengono usati per implementare la logica di funzionamento vera e propria (quindi implementare il decoder delle istruzioni, la coda delle istruzioni, l'ALU, ecc. ecc.). Poi ci sono quelli riservati per la memoria (che si può impiegare per realizzare i registri del processore, la memoria cache, la memoria associativa per l'MMU, ecc.). E infine quelli riservati per realizzare i moltiplicatori.

Non sono "liberi", quindi, ma vincolati in base a come ha disposto la casa madre.

* di quanti transistor reali è fatto il 68000

All'incirca 40mila, se non ricordo male.

e di quanti ne serviranno su FPGA?

Non ne ho idea. Posso dirti che per un core 68000 semplice (ma completo) servono circa 4600 LE (se non ricordo male; ma siamo lì come ordine di grandezza), più un po' di memoria per i registri, e qualche moltiplicatore impegnato.

Bazzecole, insomma.

A questo punto, tramite fpga si potrebbero per esempio creare sistemi multi processore per quando AROS li supporterà, con lo stesso hardware a transistor (se se ne ha abbastanza..)....

L'hardware basta. Considera che già il Minimig DE1 integra un core 68000 al posto di quello esterno ARM, per gestire floppy, hard disk virtuali, e slot SD.

Con TiNA partiamo dal Minimig DE1, ma c'è tanto di quello spazio negli altri due FPGA (non quello del processore), che ho già avanzato l'idea di inserire almeno un core 68000 per ogni FPGA, in modo da utilizzarli come coprocessori avanzati.

sembra spettacolare l'idea di creare un computer FPGA perchè, con una migliore capacità di programmazione non solo si potrebbe ottimizzare il software per l'hardware (come avveniva su Amiga per sfruttare il sistema al massimo), ma si potrebbe migliorare le prestazioni dell'hardware stesso indipendentemente dal software, utilizzando + transistor ed evolvendo e migliorando il processore stesso! Si creerebbe cioè un Amiga che potrebbe evolvere con lo stesso hardware senza dover cambiare pezzi.... ovviamente il tutto è strettamente dipendente dal numero di transistor presenti sull'FPGA....
l'obbiettivo massimo sarebbe quindi poter utilizzare tutti i transistor a disposizione nell'FPGA per aumentare al massimo le performance del sistema e le features.

Considera che già adesso abbiamo parecchi transistor. Sono così tanti, che abbiamo l'imbarazzo della scelta su come impiegarli.

Abbiamo scelto degli FPGA con circa 30 mila LE, ma se pensi che ce ne sono anche da 120 mila LE (e diversi MBit di memoria), puoi immaginare cosa sarebbe possibile realizzare con questi mostri.

Quanto da me esposto ha un senso oppure mi sto creando un mio mondo virtuale ed ho travasato alcuni concetti di funzionamento dell'FPGA?

Ha senso, ha senso.

Ma le FPGA vengono vendute in dotazione di transistor "standard", o si puo' decidere in fase di ordine il quantitativo?

Vengono venduti in diversi modelli, ognuno con quantità di LE, memoria, moltiplicatori, numero di pin di I/O, e frequenza di funzionamento diversi.

Il mercato è molto florido, e più la tecnologia avanza, più sono disponibili FPGA a buon mercato con notevoli risorse.

[schiumacal]

Creare una macchina con caratteristiche come quelle che verranno implementate in TiNA, sara' una sfida interessante oltre che piacevole.

La cosa bella e' che si sta' parlando di hardware vero, che riprende tutto quello che di Amiga Classic si conosce ma con caratteristiche notevolmente migliori.

Non si tratta di paragonare la tecnologia di TiNA al Natami. In alcune occasioni ho sentito dire che TiNA sarebbe stato una via di mezzo tra il Minimig e il Natami. Niente di piu' errato si poteva dire.

TiNA dal canto suo avra' delle caratteristiche che anche il Natami stesso sognava. A parte il fatto che di Natami se ne e' sempre sentito parlare ma francamente non l'ho mai toccato con mano perche' inesistente.

Parliamo di CPU velocissima, circa 470Mhz, per essere un 68000.
Parliamo di Ram SODIMM DDR2, economica, flessibile e velicocissima per Amiga.
Parliamo di Chip separati per: grafica (Mitchy), copper e blitter (Jay), naturalmente grafica molto piu' avanzata.
Parliamo di Bus per la trasmissione dati veloci.
Parliamo di porte USB, uscite VGA su Jay e DVI su Mitchy (dual Head)
Parliamo dei probabili coprocessori aggiuntivi che Cesare vorrebbe implementare.
E con ogni probabilita' ci sara' anche l'opportunita' di sostituire gli stessi Chip FPGA con altri piu' potenti ed evoluti, perche' sara' previsto al 90% la possibilita' di fissarli su zoccolo piuttosto che saldarli direttamente sulla piastra madre.
Quest'ultima cosa ha dello sbalorditivo.
Ci pensate a cosa si puo' ottenere da TiNA solo osservando queste piccole features di cui vi parlo ?

Io credo veramente tanto in questo progetto. E posso assicurarvi che mai ho dedicato tanto tempo, quanto ne sto' dedicando per il buon successo di TiNA.

Ho dei compagni di lavoro molto in gamba, Cesare ed Alberto su cui pongo la mia piu' totale fiducia e che sono presi, forse anche piu' di me da questo progetto.
Loriano, che appena terminera' tra un po' il suo progetto, spero si dedichi insieme a noi a TiNA.

E sinceramente ringrazio tutti quanti voi per il supporto morale che mi date ogni giorno, sostenendo nel bene e nel male questa causa.

TiNA, vi assicuro arrivera'.
E sara' la cosa piu' bella e piu' potente che si possa desiderare da un vero Amiga Classic.

Grazie... grazie di vero cuore a tutti.

[ghillo]

Sinceramente tutto molto bello e intrigante, però mi chiedo una cosa .
Non sarebbe meglio usare questi sforzi per cercare di dare un futuro piu' moderno e al passo coi tempi alla piattaforma?
Mi spiego meglio , perchè dover utilizzare l'FPGA per fargli fare un 68000? Non sarebbe meglio usare un PPC reale se si vuole incentivare OS4 e MOS oppure un X86 per AROS ed eventualmente altri FPGA per altri compiti specifici.
Già si fa fatica coi PPC a stare dietro al mercato informatico per dare una change ai nostri amati Amiga ,e si vuole insistere sul 68K.
Per i cosidetti smanettoni è una macchina fantastica questa Tina ,ma non risolve il problema piu' grande che è quello di dare un futuro ad Amiga, mi sembra un rincorrere il passato ,far girare i vecchi SW piu' velocemente e basta ,ed Aros sarà relegato ad una cpu di basse prestazioni per far girare software di una certa importanza.
Comunque è solo il mio pensiero ,e auguro che il progetto veda la luce e che abbiate successo ,noto nelle vostre spiegazioni un gran entusiasmo e passione .

[cdimauro]

Sinceramente tutto molto bello e intrigante, però mi chiedo una cosa .
Non sarebbe meglio usare questi sforzi per cercare di dare un futuro piu' moderno e al passo coi tempi alla piattaforma?
Mi spiego meglio , perchè dover utilizzare l'FPGA per fargli fare un 68000? Non sarebbe meglio usare un PPC reale se si vuole incentivare OS4 e MOS oppure un X86 per AROS ed eventualmente altri FPGA per altri compiti specifici.
Già si fa fatica coi PPC a stare dietro al mercato informatico per dare una change ai nostri amati Amiga ,e si vuole insistere sul 68K.

Una soluzione su FPGA non può competere coi PowerPC top di gamma già esistenti né tanto meno con gli x86, per cui non avrebbe senso.

Se è questo che pensi sia necessario, devi chiedere alle aziende impegnate sul fronte AmigaOS 4 di realizzare macchine coi migliori processori PowerPC in circolazione, sebbene questa famiglia sia ormai destinata a non avere sviluppo, come già discusso.

Per MOS la situazione è simile ad AmigaOS 4.

AROS, invece, gira su parecchie piattaforme hardware, x86 e x64 inclusi, per cui non ha bisogno di nulla, a parte driver per le periferiche (quindi... software). Da una nuova piattaforma 68000, però, potrebbe trovarne giovamento, aumentando la sua diffusione e migliorando la qualità del suo codice (verrebbero individuati più bug e fixati, similmente a quanto avvenuto col porting di AROS per 68K).

Per i cosidetti smanettoni è una macchina fantastica questa Tina ,ma non risolve il problema piu' grande che è quello di dare un futuro ad Amiga, mi sembra un rincorrere il passato ,far girare i vecchi SW piu' velocemente e basta ,ed Aros sarà relegato ad una cpu di basse prestazioni per far girare software di una certa importanza.

TiNA nasce per dare un futuro ad Amiga. Quella piattaforma hardware (custom) + software che tutti abbiamo conosciuto.

Le macchine basate su PowerPC sono un'altra cosa, e hanno seguito una loro strada che non tutti hanno abbracciato o condividono.

Noi, peraltro, stiamo semplicemente approfittando della disponibilità di un'azienda che ha bisogno per se stessa di una soluzione basata su FPGA che per il 90% era simile all'Amiga, e che ha deciso di non reinventare la ruota, ma di basarsi sul nostro caro hardware, ovviamente migliorato.

Comunque è solo il mio pensiero ,e auguro che il progetto veda la luce e che abbiate successo ,noto nelle vostre spiegazioni un gran entusiasmo e passione .

Grazie.

[ghillo]

Quindi l'azienda con cui collaborate userebbe queste macchine basate su fpga anche per altri scopi all'infuori del mercato Amiga, un po come ACube con le sue SAM .

[cdimauro]

Sì, esattamente. TiNA è un "effetto collaterale" del progetto di un'azienda, e di cui beneficerà la comunità Amiga, che avrà le schede sostanzialmente a prezzo di costo.

Comunque se qualcuno volesse realizzare un sistema PowerPC usando l'hardware di TiNA, è liberissimo. Il progetto sarà rilasciato come open source, per cui si potrebbe riciclare molto del lavoro.