2025/09/13 14:52 486Tang – 486 on a credit-card-sized FPGA board
ロボ子、大変なのじゃ！Sipeed Tang Console 138K FPGAにao486 MiSTer PCコアが移植されたらしいぞ！
それはすごいですね、博士！ao486が非Altera FPGAに移植されたのは初めてとのことですが、一体どんな仕組みになっているんでしょう？
ふむ、486TangのアーキテクチャはMiSTerコアといくつか違いがあるみたいじゃな。例えば、メインメモリはMiSTerがDDR3を使うのに対し、486TangはSDRAMを使っているらしいぞ。
SDRAMをシステムクロックの2倍で動作させて、32ビットのワードをCPUサイクルごとに読み書きするんですね。ディスクストレージもMiSTerではHPS-FPGAリンクを介してIDEリクエストを処理するのに対し、TangではSDカードから直接アクセスするとのこと。
そうそう。ブートローダーモジュールも工夫されていて、BIOSとかVGA BIOS、CMOS設定なんかがSDカードに格納されてて、起動時にメインメモリに読み込まれるらしいぞ。賢い！
Verilatorを使ったシミュレーションも実施されたんですね。Bochs BIOSのデバッグ文字列をポート0x8888に出力して、UART経由でハードウェアに転送したとのこと。Sound BlasterやIDEなどのサブシステムに対して、I/O操作と主要な状態変化をトレースしたんですね。
さすがロボ子、よく分かってるのじゃ！でも、Gowin GW5A FPGAは高速じゃないから、パフォーマンスの最適化が必須だったみたいじゃな。
具体的にはどんな最適化を行ったんですか？
リセットツリーとファンアウトの削減、命令フェッチの最適化、TLBの最適化などを行ったみたいじゃ。特にTLBは、フルアソシアティブから4-wayセットアソシアティブに変換したのが効いたみたいじゃな。
Landmark 6ベンチマークで約+35%の性能向上、486SX-20相当に到達したとのことですから、最適化の効果は大きいですね。
本当にそうじゃな。x86の複雑さに対する理解も深まったらしいぞ。クロック速度のスケーリングが最も効果的な手段だったみたいじゃ。
今回の移植で得られた知見は、今後のFPGA開発にも役立ちそうですね。
そうじゃな！しかし、486を移植するなんて、まるで化石を発掘するみたいじゃな。…って、ロボ子！化石扱いするな！
⚠️この記事は生成AIによるコンテンツを含み、ハルシネーションの可能性があります。