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A propos d'Obligement
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David Brunet
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Actualité : Des Amiga coffrés dans des FPGA
(Article écrit par Serge Alves - février 2011)
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"Mais que sont-ce donc ces FPGA ?" Me direz-vous en lisant le titre de cet article. Pour faire simple et s'en tenir à ce qui nous
intéresse, disons que les FPGA peuvent être décrits comme étant des composants capables de se comporter comme n'importe
quel composant ou groupe de composants logiques pour peu qu'on les programme à cet effet. Ce sont en quelque sorte des caméléons
de l'électronique !
Bien que le terme "émulation" soit souvent employé à juste titre dans le cadre de l'utilisation des FPGA, il est important de ne
pas faire l'amalgame avec l'émulation logicielle telle que la majorité d'entre nous a eu l'occasion de croiser car ce sont deux
choses totalement distinctes.
Alors que l'émulation consistant à simuler le fonctionnement d'un ordinateur en tant que programme exécuté par un autre ordinateur
hôte peut subir des désagréments dus au fonctionnement de l'hôte (ralentissements, nature de l'image et du son dépendants
des diverses qualités de l'ordinateur qui émule), l'émulation via les FPGA ne subit aucun désagrément de ce type.
Les FPGA étant programmés pour telle ou telle tâche, exécuteront systématiquement cette tâche sans jamais être dérangés. Les FPGA
se comportent donc exactement comme les puces dont ils simulent le fonctionnement.
Avec l'arrivée sur le marché de modèles de FPGA (pas chers) ainsi que de plus en plus gros et rapides, ils sont devenus la solution
idéale pour remplacer de nos jours des composants n'étant plus fabriqués depuis des années.
C'est dans cet état d'esprit que Denis Van Weeren a initié le projet Minimig.
L'idée de base étant de programmer un FPGA avec le contenu logique d'un Amiga 500 afin de pourvoir fournir des nouveaux Amiga 500
pour les gens nostalgiques et désireux de retrouver leurs premiers amours.
Le Minimig est aujourd'hui un programme complexe permettant de créer la logique complète d'un Amiga 500 dans un FPGA. Une petite
carte accueille ce programme et porte son nom mais elle n'est pas la seule
puisque le Minimig est un matériel libre de droit et a déjà été repris pour d'autres projets similaires.
Depuis la naissance du Minimig, les projets visant à recréer des Amiga fleurissent. Faisons donc le point en ce
mois de février 2011.
Le Minimig
Il fut l'initiateur de ce type de projets dans notre petit univers Amiga. Il est actuellement implémenté dans une petite carte
portant le même nom et distribuée par ACube Systems. Cette
réincarnation de l'Amiga 500 est distribuée sous diverses apparences dont une particulièrement réussie sous la forme d'un boîtier
en Plexiglas transparent que vous avez fort probablement déjà croisé au recoin d'une page Web Amiga. Parmi ses caractéristiques, on
peut dire que ce modèle alimente l'esprit de jeux de l'Amiga, le Kickstart et les mises à jour sont possibles depuis un lecteur de
cartes MMC, elle se raccorde à un moniteur VGA et est compatible avec les manettes d'antan. Il est aussi capable d'utiliser un
clavier et une souris en PS2.
Le Minimig a connu plusieurs versions et ayant eu un franc succès, Jakub Bednarski l'a doté d'une extension nommée ARM lui
apportant tout un tas d'améliorations. Parmi les bienfaits de cette carte ARM on peut citer une vitesse accrue passant la
machine de 7 à 28 MHz, mais aussi l'ajout de quatre lecteurs de disquette virtuels ainsi que la possibilité d'utiliser des
fichiers de disques durs virtuels pour utiliser un système AmigaOS complet. On notera que le développeur du Minimig a préféré
utiliser un vrai 68000 et réserver le FPGA "Xilinx Spartan-3" pour tout le reste des composants très spécifiques de
l'Amiga.
Le MCC (Multiple Classic Computer)
C'est une toute petite boîte noire renfermant une carte basée sur un FPGA "Altera Cyclone III". A contrario du Minimig, cette
solution ne se contente pas d'intégrer la logique d'un Amiga 500 et va plus loin en proposant aussi de simuler un
C64 et un Atari 2600. Rappelons que le MCC simule un Amiga 500 grâce au coeur du Minimig qui, je le rappelle, est à code source ouvert
et donc réutilisable par qui le souhaite.
Ses connecteurs lui permettent de se brancher soit à un moniteur VGA soit à un écran avec une entrée S-Video. Il est alimenté en
jeux via un lecteur de cartes MicroSD. Il peut accueillir deux manettes DB9 d'antan pour un défoulement extrême et gère
l'utilisation d'un clavier et d'une souris PS2.
Contrairement au Minimig qui tente de recréer un mini-ordinateur à part entière et évolutif (voir les exploits de la carte ARM),
le MCC semble se destiner purement au divertissement avec des jeux des années 1980. Il est fort conseillé d'en consommer sans
modération si vous aimez l'Amiga et ses origines.
Pas encore disponible avec le module Amiga, le MCC sera disponible chez Voxel pour des prix très abordables au regard de la
concurrence.
La carte Replay
Elle est la solution de FPGAArcade.com permettant de simuler le fonctionnement d'un
Amiga dans un FPGA "Xilinx Spartan-3". Cette carte au même titre que le MCC se veut être capable de simuler plusieurs machines et en
l'occurrence, il s'agit principalement de machines d'arcade. L'originalité de la Replay sur ses concurrentes est sa capacité à
simuler les deux ordinateurs frères ennemis de la grande époque soit l'Atari et l'Amiga.
La reproduction d'un Amiga sur cette carte se fait aussi via le coeur du Minimig mais en plus elle tente d'aller au-delà de la
réimplémentation d'un Amiga 500 puisqu'elle intègre la gestion de l'AGA. On peut voir sur Youtube
que cela fonctionne déjà au moins partiellement si ce n'est complètement car des images ont été affichées en HAM8 avec Directory Opus.
Pour le moment aucun jeu n'a été montré en AGA.
Cette carte possède un ensemble de connecteurs similaires à ses concurrentes : deux ports DB9 pour des manettes, une sortie DVI,
S-Video, composite, des ports PS2 pour une souris et un clavier ainsi qu'une sortie minijack.
La Replay est encore en développement et nous ne savons pas sous quelle forme elle sera vendue. Sera-t-elle distribuée toute nue à
intégrer soit même, sous la forme d'une mini-console comme le MCC ou alors sous la forme d'un ordinateur ?
Seul l'avenir nous le dira.
Les premières cartes de développement viennent de voir le jour ce mois de février. A suivre de très près.
Le NatAmi
Bien que conçu sur le même principe d'utilisation de FPGA, en l'occurrence un "Altera Cyclone IV" ce dernier projet se détache des
autres solutions sur plusieurs points : le NatAmi partage un point commun avec Minimig qui est de ne pas se destiner à
faire autre chose que de l'Amiga. On pourrait croire que le NatAmi se situe donc en tant que concurrent direct du Minimig mais
en réalité il n'en est rien car il a la prétention non pas de simuler un Amiga, mais d'être carrément un nouveau modèle
d'Amiga.
Le NatAmi se veut être la suite évolutive logique de la gamme des Amiga Classic, restant compatible avec les anciens modèles
tout en apportant son lot d'améliorations spectaculaires. Bien que le NatAmi remette au goût du jour la totalité des composants
des anciens Amiga, au menu des améliorations on peut citer certaines parties qui sont remarquables comme la vitesse
de la mémoire, le nouveau jeu de composants SAGA totalement compatible AGA/OCS/ECS et apportant des résolutions allant jusqu'à
1280x1024, au moins, en mode planar et en 8, 16 et 32 bits, un nouveau Copper, un nouveau Blitter, une Paula en 16 bits ainsi que des
processeurs totalement nouveaux. La NatAmi Team a donc conçu un 68050 se permettant de dépasser le 68060 de Motorola dans plusieurs domaines
à fréquence égale malgré le manque de superscalarité, mais ce manque devrait à terme être comblé ce qui lui donnera des ailes. Ce
nouveau processeur portera probablement le nom de 68070 et ne verra pas le jour avant la sortie du NatAmi qui sera livré avec le 68050.
N'oublions pas que comme ses petits frères, le NatAmi est conçu avec des FPGA (Altera Cyclone IV) et qu'il peut donc être mis à jour
facilement par flashage de ce composant.
Comme ses semblables, le NatAmi possède toute la panoplie de connecteurs lui permettant d'utiliser les périphériques habituels soit :
deux manettes DB9, un lecteur compact Flash, clavier et souris PS2, écran DVI et VGA, mais il va plus loin proposant de l'Ethernet,
un port lecteur de disquette, un port IDE, des ports USB, deux RCA en sortie et deux en entrée, un port parallèle, un port PCI et
même un port S-Zorro.
Le NatAmi est toujours en développement et à l'instar de la Replay, nous avons vu arriver ce mois-ci les premières cartes destinées
aux développeurs et nommée NatAmi MX.
La NatAmi Team souhaite fournir à ses futurs clients une solution complète (jeux compris) ne nécessitant aucun bidouillage, qu'il
s'agisse de matériel ou de système. Nous devrions donc voir arriver dans nos chaumières un paquet dont le contenu serait prêt à
brancher et en profiter, comme à la grande époque de Commodore.
Conclusion
En conclusion, la famille des Amiga dans un FPGA ne fait que débuter sa longue et riche existence tellement les FPGA ont des
avantages lorsqu'il est question de fabriquer du matériel avec des petits moyens ; ce qui est totalement notre cas.
De plus, la plasticité de ces composants, c'est-à-dire leur capacité à changer de fonctionnement par simple flashage est un
avantage financier et pratique indéniable.
Cette technique de fabrication de matériel a malgré tout ses limites, la plus grande reste pour le moment la vitesse des FPGA.
Actuellement, ces composants ne peuvent rivaliser avec des cartes graphiques ou des processeurs réels et récents comme les
PowerPC G4/G5 et autres Core Duo, ce qui rend cette technique non applicable au développement des Amiga NG comme le X1000. D'où
la difficulté financière à construire ces machines modernes alors que les solutions en FPGA fleurissent.
Ces nouvelles petites machines intégrées dans des FPGA restent donc des solutions matérielles modestes mais qui remplissent
pleinement leur rôle de résurrection des machines des temps passés ou encore permettent de faire évoluer la gamme Classic en la faisant
revenir dans le présent, ce qui est réellement impressionnant.
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