TANG-NANO

Beschreibung

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  Tang-Nano Basisplatine

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  Tang-Nano Basisplatine mit eingesetztem FPGA-Board

Beim Tang-Nano-20k handelt es sich um ein preisgünstiges, jedoch leistungsfähiges FPGA-Board mit welchem aktuell einige verschiedene Karten emuliert werden können. Das interessante daran ist dass es einen (relativ großen) FPGA (~20k LUT) mit einem SD-RAM mit 64MBit (8 MByte) kombiniert. Dadurch ist man in der Lage komplette Systeme (CPU, Peripherals + Speicher) darin unter zu bringen.

Für nähere Informationen zum Tang-Nano-20k Board siehe: https://wiki.sipeed.com/hardware/en/tang/tang-nano-20k/nano-20k.html

Schaltplan: Schaltplan

FPGA-Files:

• fertige FPGA-Files für Tang-Nano auf Github

Sourcecode:

• GDP-FPGA Source auf Github
• GDP64-FPGA (Bus-Slave) Gowin Workspace
• 68k-SOC (Bus-Master) Gowin Workspace
• Z80-SOC (Bus-Master) Gowin Workspace

Emulierte Karten (Stand 08.2025):

• GDP64HS-FPGA inkl. Farberweiterung mit 256 Farben mit HDMI-Ausgang
• PS/2 Key
• PS/2 Mouse
• Sound
• SD-Card (SPI, SDIO)
• Ser
• Timer (interruptfähig)
• Komplettes Z80 System on chip (SOC) mit 8MHz Z80 CPU, 1MB RAM, Peripherals lt. Liste oben, ext. I/O-Bus

 ROMS:
 - Flomon 4.2 oder GP2019
 - Zeat
 - Basic
 - Gosi
 - Grundprogramm

• Komplettes 68k System on chip (SOC) mit 10MHz 68000 CPU (16-bit), 2MB RAM, Peripherals lt. Liste oben, ext. I/O-Bus

 ROM: GP7.10R5

Das Tang-Nano-20k kann als Bus-Slave betrieben werden (mit einer externen CPU) als z.B. GDP64HS oder auch als komplettes "System on Chip" (Bus-Master) mit Z80 oder 68000 CPU und internen RAM.

Dabei können über compile-time Switches die im FPGA-File enthaltenen Peripherals ein/ausgeschaltet werden (true = enthalten). Diese Switches befinden sich in der jeweiligen Toplevel-Unit. Wenn der Gowin Workspace im GOWIN FPGA Designer geöffnet ist dann kann die Toplevel-Unit einfach durch Doppelclick auf das oberste file in der Hierarchy-Ansicht geöffnet werden.

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  Z80-SOC Hierarchie und Toplevel

Switches für 68k SOC

Switches für Z80 SOC

Switches für GDP-FPGA (Bus-Slave)

Die Farberweiterung der GDP64HS-FPGA kann ebenfalls mittels Switch (im globalen Package) abgeschaltet werden. Dann verhält sie sich zu 100% wie eine GDP64HS

Switch zum abschalten der Farberweiterung bei der GDP-FPGA

Switch zum abschalten der Farberweiterung bei Z80 UND 68k SOC

Benötigte Software:

• Gowin Education (ab Version V1.9.10.03, Gowin V1.9.11.03 Education (Windows x64))

 Damit kann der VHDL-Source synthetisiert (übersetzt) werden und ein FPGA file zur Programmierung des Tang-Nano erzeugt werden.

Folgende Settings in der Gowin Software müssen vorher noch umgestellt werden (Project - Configuration):

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  Gowin Dual Purpose Pins Settings

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  Gowin Synthesis Settings

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  Place algorithm options

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  Route algorithm options

oder alternativ, wenn nur ein fertiges FPGA-File programmiert werden soll:

• GOWIN Programmer (ab Version V1.9.10.03, GOWIN Programmer V1.9.11.02 (Windows))

Übersetzen des Sourcecodes:

Ein FPGA-file zur Programmierung des Tang-Nano-20k Boards kann mittels click auf "Run All" Button erzeugt werden.

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  FPGA File (Bitstream) erzeugen

Programmierung:

Zum programmieren des Tang-Nano-20k muss der Programmer gestartet werden. Wenn dieser aus der Gowin FPGA Designer Software gestartet wird ist das richtige FPGA-File schon vorausgewählt. Um ein FPGA-File permanent auf dem Tang-Nano-20k zu speichern (im Flash) muss als Operation "exFlash Erase,Programm thru GAO-Bridge" ausgewählt werden - siehe Bilder unten.

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  Device configuration

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  Programmierung