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标题: FC RGB-PPU复刻正式发布！【开发板样机非最终成品！！】 [打印本页]

作者: 陈司言 时间: 2013-12-22 23:55 标题: FC RGB-PPU复刻正式发布！【开发板样机非最终成品！！】

前言：
去年我曾经在VGDIY论坛发布过自己DIY的FC。共出过两个版本，第一个版本只是简单的抄板复制，成功后发布到论坛，受到了很多网友的支持，然后有网友反馈官方的FC主板受到当时的环境、成本限制有些方面的性能不是很完美，比如音频底噪，视频竖纹等等。然后就有了FC DIY 2.0版本，自作主张的加入了立体声处理电路，总共做了20片PCB，套件加成品出给论坛的网友17套，受到了大家的肯定。

本以为FC上的工作到这程度就差不多了，没想到这不仅不是结束，反而是开始。

后来我得知部分型号FC的PPU是原生RGBS输出，有玩家基于这些PPU改的RGBS输出的FC视频效果相当给力！颜色饱满，细节清晰。不过此时我也只能是羡慕加羡慕，因为那颗RGB的PPU价格不菲，有钱还不一定能买得到。

今年年初的时候，网上出现了RP2C02的IC显微版图，如下：

刚开始看见这图的时候，我动起了改造这个PPU的主意，不过也只是想法而已，当时的我看不懂这张图，对微电子也一窍不通，也许是兴趣，也许是好奇心，我开始在网上寻找资料，寻求复制这个IC并且改造它的方法。恰逢此时，乌克兰的一位大神发布了FC的N8烧录卡，这给了我一个启示，也给了我一个方向。
后来，我的PPU复刻计划初步形成了：用FPGA实现2C02的逻辑并加以改造，直接输出数字RGB信息，用独立视频DAC转换为模拟RGB！！！
我整理了项目的大体过程：
   1.要有足够清晰的IC各层版图，要能分辨连线和晶体管。（这个网上已经有了相当清晰的图片）
   2.要根据IC的各层版图推出连线、晶体管（2C02是NMOS工艺的，所有的晶体管都是N沟道的）、逻辑开关、存储单元等等。（这部分工作由俄罗斯的网友ogamespec完成了绝大部分，并在我分析逻辑的时候给了我很多指点和建议，在此对其无私的工作和热心的帮助表示衷心的感谢！）
我主要的工作就是下面的步骤：
   3.根据晶体管级原理图推出门级原理图，例如非门、逻辑门、动态锁存器、伪静态锁存器、传输门、RAM单元。（这个过程相当耗时间，尤其对于我这个一边学习一边做的新手来说）
   3.5 这一过程是对于我这个FPGA零基础的人来说的，我只在大学的数电课上了解过FPGA，现在为了完成这个项目要开始学习了，买了很多书，也买了开发板，学习ing！！！
   4.根据门级原理图分析逻辑，用FPGA实现各个模块。（这个过程工作量很大，不仅是分析逻辑，还要对逻辑进行转化以适合FPGA）
   5.各模块时序仿真、测试。（工程量很大，比较累）
   6.板级验证。（要兼容各种型号的FC困难也不小注：一颗黑豆封装的不支持了）
   7.兼容性验证。（从理论上看，兼容性应该和2C02一样，但是由于器件的工艺、电气特性差异、以及其他潜在的差异，对各种游戏的兼容性测试也不能省）

好，前言就说完了，下面写正文：

由于我没有CRT设备，更没有能够直接接受模拟RGBS的显示设备，我的测试用的是三星1080p的液晶显示器，用AV和S转换HDMI后由显示器输出，另外网友“机器猫”提供了超级解霸的转换板，可以把模拟RGBS信号转换为VGA信号输出，此次也加入测试，分辨率设置为1024*768。

设备一览图：
FC主机用的是我的DIY FC 2.0主板，左边一台的AV输出作对比，最右边的小板就是超级解霸转换板了。

玛丽3场景1 AV转HDMI输出

玛丽3场景1 S转HDMI输出

玛丽3场景1 VGA输出这张图拍的发白了

玛丽角色特写 AV转HDMI输出

玛丽角色特写 S转HDMI输出

玛丽角色特写 VGA输出

拉格朗日点标题 AV转HDMI输出

拉格朗日点标题 S转HDMI输出

拉格朗日点标题 VGA输出

拉格朗日点KONAMI标题 AV转HDMI输出

拉格朗日点KONAMI标题 S转HDMI输出

拉格朗日点KONAMI标题 VGA输出

拉格朗日点角色 AV转HDMI输出

拉格朗日点角色 S转HDMI输出

拉格朗日点角色 VGA输出

以下都是S转HDMI输出的照片了：

再曝一下最初的开发板，这个开发板也是自己做的，预留了很多资源，电源功率也足够大，前期80%的开发工作都是基于此板完成的。

最后感谢一下一直以来关心和支持我的玩家们... 最初，我都不敢想像会坚持这么长时间，说实话，曾经有好几次想过放弃，有时候遇到一个问题几天甚至几星期都一筹莫展，解决了一个问题后，N多的问题接踵而至，不过最后还是坚持下来了，现在还不能说100%完成，但至少可以休息一段时间了。搞这个项目完全是用业余的时间，挤掉了和朋友一起玩网游的时间，挤掉了玩单机游戏的时间。碧轨、伊苏7到现在还没通关，仙五前传自从装上了就一直没抽出时间玩，古剑二和轩辕剑6安装了、激活了，可一直没去动，我给自己找了个很好的理由：显卡垃圾带不动，等NV发布麦克斯韦架构后，搞个760再玩。╮(╯▽╰)╭

by 陈司言(chenci1988)

[ 本帖最后由陈司言于 2013-12-24 15:33 编辑 ]

作者: 真三国无双3 时间: 2013-12-23 00:36

恭喜高人！

作者: 小李子大脸猫 时间: 2013-12-23 00:42

看不到外链的图

作者: SONIC3D 时间: 2013-12-23 01:46

能坚持就是胜利，恭喜LZ，希望出直接数字输出接口的版本，比如hdmi或dvi。或者提供扩展接口给画面后处理模块用，以备以后自己再作扩展，比如倍线、扫描线、或柔化、甚至数字试调整色板色彩。

作者: yangjuniori 时间: 2013-12-23 03:56

端口的话一个HDMI或者DVI 音频一个耳机孔如果用DVI 内部留着VGA 可以转换

我想按照现在的技术妇科一个MVS 有难度么

作者: 萝卜 时间: 2013-12-23 08:30

图看不到啊高人

作者: xenoannals 时间: 2013-12-23 09:32

我要买一个啊大哥！求淘宝链接！

作者: 孙大师 时间: 2013-12-23 09:37

辛苦你了，里面的心酸我完全明白，感谢你的折腾！感谢你的奉献！

作者: 孙大师 时间: 2013-12-23 09:48

提议，
待该芯片完美时，我计划想把fc再复刻一次，采用日版sfc外壳设计pcb,整合迄今为止为fc增加的特殊功能，当然手柄肯定使用sfc手柄，希望能与lz合作。。哈哈。

作者: nvnv-sunny 时间: 2013-12-23 10:11

帮陈工补些图
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作者: 忍者无敌 时间: 2013-12-23 10:28

赞一个,很厉害哦
似乎2C02系列不偏色,据说RP2C03（RC）偏色

作者: 9562 时间: 2013-12-23 11:47

引用:

原帖由 孙大师 于 2013-12-23 09:48 发表
提议，
待该芯片完美时，我计划想把fc再复刻一次，采用日版sfc外壳设计pcb,整合迄今为止为fc增加的特殊功能，当然手柄肯定使用sfc手柄，希望能与lz合作。。哈哈。

你呀就是最蛋疼的，好多东西都不实用，土星和ps合体那个，我看到一个最经典的评价：把ps和ss 用双面胶粘一起，想玩哪台就吧哪台放在上面，反正一体机也不能同时玩2台机器

sfc外壳和红白机相比差远了， sfc手柄也不是什么好东西啊，哪有fc手柄改连发实用？

作者: millennium 时间: 2013-12-23 14:14 标题: 功到自然成

凡事就在一个“持”，很多事情想都可以想，做也可以做，但唯独这个“持”，太难了！恭喜陈工，摘取了怀旧顶峰上的明珠，也打开了潘多拉魔盒。

作者: 咖啡殉 时间: 2013-12-23 14:18

空间上看到了，特地来给你个赞

作者: tangqiao 时间: 2013-12-23 16:42

我累个擦，这么强，会玩单片机无所不能！首先顶一个，看了半天还以为是原始的DIP40封装呢，结果是开发板，模拟RGB芯片，我感觉是糊弄大众啊，建议你还是做DIP40封装的给大家玩。忠言逆耳！如果您觉得我说的不好听就当屁话！

作者: 陈司言 时间: 2013-12-23 17:44 标题: 回复 15# 的帖子

引用:

原帖由 tangqiao 于 2013-12-23 16:42 发表
我累个擦，这么强，会玩单片机无所不能！首先顶一个，看了半天还以为是原始的DIP40封装呢，结果是开发板，模拟RGB芯片，我感觉是糊弄大众啊，建议你还是做DIP40封装的给大家玩。忠言逆耳！如果您觉得我说的不好听就 ...

首先感谢您的支持！
这个与你理解的可能不一样，你所说的DIP40应该指的是制作ASIC吧，凭我个人的财力，外加这么小众，去做ASIC是极不现实的。FPGA和单片机不一样，现在很多数字集成电路都以FPGA为平台开发，很多ASIC开发前期都会用FPGA样机实现。关于FPGA知识可自行去百度科普。
这种方式是低成本实现数字IC的主要途径。
是否是糊弄大众不用我解释，大家会用公正的眼光看。

[ 本帖最后由陈司言于 2013-12-23 17:47 编辑 ]

作者: 性博士 时间: 2013-12-23 18:54

posted by wap, platform: SonyEricsson (Xperia Play)

做一块直插的dip转接板就行了。lz这个肯定花了不少时间。

作者: Dinkar 时间: 2013-12-23 19:16

我觉得楼主要做就做这个，，不然一大批的PCB，蛋疼4了。

作者: nvnv-sunny 时间: 2013-12-23 20:12 标题: 回复 18# 的帖子

建议甚好，但是真做成这种，会有多少人愿意花高价买，而且就算是这种直插，也必须要外接电路板才能输出，其实是一样的

作者: GreatFireWall 时间: 2013-12-23 21:50

楼主牛逼，不明觉厉！
这种精神很赞

作者: conda 时间: 2013-12-23 21:52

由芯片版图反推逻辑是项复杂而且浩大的工程。钦佩楼主的钻研精神与毅力。

作者: hkt3010 时间: 2013-12-23 22:09

首先对LZ的工作表示敬佩和感谢。

顶楼贴了很多屏摄，其实这些屏摄都是多余的，AV和RGB的输出效果根本不用比，区别是显而易见的。关键是转接板的实用性。到目前为止，只看到顶楼的一张利用排线转接的照片，坦率的说这种连接方式的实用性是很低的，普通玩家不太可能为了RGB把机器开膛破肚还接一块电路板吊在外面。

要做到真正的实用性，这块转接板必须能集成到FC机身内，也就是要考虑到FC主机外壳、插槽和退卡装置的尺寸和位置，你不能要求玩家为了装这么一块板子而把外壳打个洞、把插槽锉平或者把退卡装置拆掉。记得xunxun曾经发过一个NES RGB改造帖，虽然用的是2C03，但也使用了转接板，集成在机身内，非常完美。

鉴于国内NES拥有量很少，其实只需按照经典日版红白机的机身来进行设计即可。

当然，如果根本不考虑原装机，只是为了实现这个技术的话，其实也没必要多此一举的单独做这么一块转接板了，全新设计一块带RGB输出的FC主板或许是更好的方案。直接按原装红白机的外壳做一块带RGB的板子对我更有吸引力。

作者: 9562 时间: 2013-12-23 23:04

楼上你不要老是自以为是啊，虽然很喜欢你的帖子

作者: 陈司言 时间: 2013-12-23 23:39

引用:

原帖由 hkt3010 于 2013-12-23 22:09 发表
首先对LZ的工作表示敬佩和感谢。

顶楼贴了很多屏摄，其实这些屏摄都是多余的，AV和RGB的输出效果根本不用比，区别是显而易见的。关键是转接板的实用性。到目前为止，只看到顶楼的一张利用排线转接的照片，坦率的说 ...

可能我忘了说明了，这次发布的主题侧重于复刻成功的消息，那个开发板是开发阶段设计的，很多部分是调试用的，我当初的设计就是用个小板插在原来ppu插槽位置的，最终量产的成品还没出来。
现在还在想留有哪些接口，增加哪些功能等等。

作者: hkt3010 时间: 2013-12-24 00:46

posted by wap, platform: GALAXY S III Verizon

引用:

原帖由 @9562 于 2013-12-23 23:04 发表
楼上你不要老是自以为是啊，虽然很喜欢你的帖子

你误会了，我只是给楼主提一些作为普通玩家的个人建议而已。

作者: 忍者无敌 时间: 2013-12-24 09:31 标题: 回复 15# 的帖子

存数字的东西，做好了，效果完全一样啊。不存在你说的问题。又不带模拟部件。

作者: zythappy 时间: 2013-12-24 10:18

本人是做集成电路设计的，对版图提取，线路分析以及FPGA都有所了解，不知能否参与到楼主这个项目中？

作者: daminamag 时间: 2013-12-24 11:51

太有才了

作者: 9562 时间: 2013-12-24 13:24

引用:

原帖由 tangqiao 于 2013-12-23 16:42 发表
我累个擦，这么强，会玩单片机无所不能！首先顶一个，看了半天还以为是原始的DIP40封装呢，结果是开发板，模拟RGB芯片，我感觉是糊弄大众啊，建议你还是做DIP40封装的给大家玩。忠言逆耳！如果您觉得我说的不好听就 ...

你想的太简单了，有人可以生产 500一片最少5000颗预定，你能凑齐人吗

[ 本帖最后由 9562 于 2013-12-24 13:26 编辑 ]

作者: 9562 时间: 2013-12-24 14:55

想问楼主，为什么不搞成老外那样，保留原始ppu，只附加rgb功能

附图

作者: 浅海章鱼 时间: 2013-12-24 15:06

poco图请将链接里面的-C去掉即可。

作者: 陈司言 时间: 2013-12-24 15:37

引用:

原帖由 浅海章鱼 于 2013-12-24 15:06 发表
poco图请将链接里面的-C去掉即可。

高人呐，感谢！连接图已经修好了。

作者: zero2k 时间: 2013-12-24 16:14

引用:

原帖由 孙大师 于 2013-12-23 09:48 发表
提议，
待该芯片完美时，我计划想把fc再复刻一次，采用日版sfc外壳设计pcb,整合迄今为止为fc增加的特殊功能，当然手柄肯定使用sfc手柄，希望能与lz合作。。哈哈。

--我觉得不错，如果做出来了，我败一个

作者: 陈司言 时间: 2013-12-24 19:38

引用:

原帖由 9562 于 2013-12-24 14:55 发表
想问楼主，为什么不搞成老外那样，保留原始ppu，只附加rgb功能

附图

完整复刻的话自由度最大，可以对内部任意处理+改造。

作者: jzwtxp 时间: 2013-12-25 00:07

高人为什么不开发一款通用的S端子转HDMI？造福千万家啊！

作者: nvnv-sunny 时间: 2013-12-25 08:47 标题: 回复 35# 的帖子

不是所有玩家都是用LED电视玩的，很多玩家都是监视器，并且都是RGBS输入，况且RGBS是最原始无损失的信号，用户可以按照自己需求转为任何你想要的信号

作者: 9562 时间: 2013-12-25 15:31

楼主，我预定了一个，希望你的成品考虑体积，即能放入fc红白机，又可以放入 nes 美版机器，请参考老外的电路的体积

作者: berserkryu 时间: 2014-1-7 06:55

专门注册来回lz帖子的。。。
这个完全是自己开发的？包括电路布局么？
如果可以把电路缩小一点或者变形就可以装进fc外壳。。。
关键是这个板的电源可不可以在fc的电路板上走啊？

作者: 陈司言 时间: 2014-1-7 17:49

引用:

原帖由 berserkryu 于 2014-1-7 06:55 发表
专门注册来回lz帖子的。。。
这个完全是自己开发的？包括电路布局么？
如果可以把电路缩小一点或者变形就可以装进fc外壳。。。
关键是这个板的电源可不可以在fc的电路板上走啊？

这个的确是我自己完成的，从芯片级到板级。（当然显微版图和晶体管级原理图是现成的，但也有不少错误，验证这些信息也花了不少时间）
最近正在按红白机的内部空间来做pcb。
正常情况下电源是直接取fc板上的5V，但是当fc运行功耗比较大的游戏卡时，fc的7805稳压芯片发热估计会很严重，所以可能会增加电源口取适配器9V的直流电源。
最终成品会包含fpga、cpld、video DAC、CXA1645M，这些加在一起功耗会较大，所以模块板会增加稳压IC的。

作者: crazyq 时间: 2014-1-7 22:17

这个实在是太强了，如果能成品化，一定买一个！

作者: berserkryu 时间: 2014-1-9 06:48 标题: 回复 39# 的帖子

如果需要的是rgbs信号直接输出的话是不是就可以跳过dac了？
很遗憾之前你开发的fc2.0没有赶上。。。我只能买另一套套件了
我准备放弃fc原来的外壳（因为也没有）diy个外壳算了。。。
一定要按时更新你的进度啊～

作者: Ander 时间: 2014-1-28 21:24

强大！有意入一个成品！

作者: mting 时间: 2014-1-28 21:35

真大神膜拜一下

作者: big263 时间: 2014-2-1 17:58

:D 干脆连CPU也模拟了吧！构成一台FC！

作者: foxen 时间: 2014-2-20 12:52

成品出来了吗？

作者: SONIC3D 时间: 2014-3-7 21:51

这帖子怎么跑到主机游戏讨论区来了？！

作者: kmlzkma 时间: 2014-3-7 23:29

posted by wap, platform: 小米 (MI 2)

想要一个！

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