基于iCE40的开源FPGA TV80 SoC设计与实现

资源摘要信息:"iceZ0mb1e是一个基于开源FPGA工具链，专门为莱迪思iCE40系列FPGA设计的开源项目，旨在构建一个8位TV80微处理器的片上演示系统。该项目允许开发者使用yosys进行逻辑综合，SDCC（Small Device C Compiler）进行C语言代码编译，并将固件嵌入到基于BRAM（Block RAM）或SPRAM（外部存储器）中。iceZ0mb1e是一个完全免费且基于可定制开源组件的微控制器，具有以下特性： 1. **TV80 CPU核心**：基于经典的Z80微处理器设计，这是一个8位微处理器，兼容80年代广泛使用的Zilog Z80架构，能够执行其指令集。 2. **SoC RTL设计**：iceZ0mb1e SoC（系统级芯片）使用硬件描述语言Verilog来设计RTL（Register Transfer Level）代码，确保其能够在FPGA上进行配置和运行。 3. **内存资源**：包括RAM和ROM，可以使用BRAM（FPGA内部的快速存储）或SPRAM（外部存储器），这为系统提供了必要的程序和数据存储空间。 4. **外围设备**：包含了UART（通用异步收发传输器）16450、并行IO接口、i2C大师（支持i2C总线通信协议）以及支持所有CPOL/CPHA模式的SPI主设备（串行外设接口）。这些外围设备为微控制器提供了丰富的与外部世界交互的方式。 5. **顶层设计**：为一些特定的iCE40开发板（例如upduino和HX8K Breakout开发板）提供了可以直接使用的顶层设计方案，便于开发者在特定硬件上实现电路设计。 6. **基于C的固件**：通过SDCC编译器，开发者可以编写C语言代码，并将其编译成固件，最终在FPGA上运行。整个构建过程会将固件嵌入到BRAM块中。 7. **硬件接口API函数**：为了简化硬件设备的使用，iceZ0mb1e提供了一系列API函数，允许开发者通过函数调用的方式访问各种硬件接口，这对于嵌入式系统开发尤其有用。 8. **干净的制造流程**：项目提供了完整的基于制造的流程，帮助开发者以干净利落的方式构建整个系统。 9. **支持的FPGA**：该项目专门为莱迪思iCE40系列的HX8K和UltraPlus 5K开发板设计，这些FPGA因其低功耗和低成本而广受欢迎。 10. **无特殊模块依赖**：该项目没有使用任何特殊的模块，这意味着它旨在保持设计的简洁性，易于移植和修改。 项目提供了一个名为“iceZ0mb1e-master”的压缩文件包，这应该是包含整个项目所有相关文件的压缩包名称。通过下载和解压缩这个文件包，开发者可以开始他们的FPGA开发旅程。 对于使用iCE40 FPGA的开发者来说，iceZ0mb1e是一个非常好的起点，它提供了一个完整的系统级芯片解决方案，包括硬件设计和软件开发环境。它不仅节省了从零开始设计的时间，还为开发者提供了一个平台，可以学习和理解如何在FPGA上实现一个微控制器，并通过开源社区进行改进和扩展。"