Привет.

Все вы знаете что в ядре DMG-CPU SoC применяется Z80-подобное ядро.

На самом деле по результатам исследований выяснилось, что это и не Z80 и не 8080. Это самобытное ядро от инженеров SHARP, которое называется SM83. Это сейчас компания подсдала, а в те времена она была не пальцем делана и могла позволить себе разработку собственных ядер.

Ближе к делу.

Предыстория

Интерес к ядру был уже давно, ещё со времён написания совместного с E}|{ эмулятора DMG. Но в то время ещё не было соотв. навыков изучения чипов.

Потом я отдал на растерзание свой DMG Мише @zeptobars. Фотки были получены, но не опубликованы.

Потом на Silocon Porn-е появилось много фоток DMG-CPU, они и до сих пор там (https://siliconpr0n.org/map/nintendo/)

Но всего этого было недостаточно, т.к. фотки были только поверхностные и все говорили "ууууу... кастомная логика, да ещё и CMOS. нафиг нафиг".

И даже когда несколько лет назад вышли схемы DMG-CPU от Furrtek - ядро там зияло большим пробелом. (https://github.com/furrtek/DMG-CPU-Inside)

Получение датасета

Потом я вспомнил что у меня валяется вскрытый несколько лет назад DMG-CPU, который я так и не отфоткал до конца, а потом переключился на другие проекты.

Ну решил глянуть. Сфоткал металл (оказалось что хотя SoC и с двумя слоями металла - внутри ядра используется только один). Содрал шкуру в несколько заходов. А дальше обычные движения.

Топология

Очень быстро отрисовал, вечерами без напряга, за какие-то пару недель была готова полная картинка.

Схемы

По ходу рисования топологии восстанавливал всю элементную базу, сигналы и соединения между блоками.

Оказалось что там используются все приёмы чёрной магии CMOS: домино логика, хранение значений на затворах FET и дуальные рельсы для CLK. Растактовка M-цикла это вообще нечто.. 9 сигналов CLK!

Ну что-то ещё добавить прям даже не знаю, лучше наверное спрашивайте кому что интересно, но предварительно почитайте все исследования.

Всё находится тут: https://github.com/emu-russia/dmgcpu

Изучайте, вдохновляйтесь, творите

P.S. Практически за день до релиза HDL в Твиттере (который у нас заблокирован) появилось сообщение от @gekkio, который написал что готов сделать релиз своих двухгодичных исследований ядра SM83. Я решил что некрасиво было бы выпускать HDL вперёд него, раз он так долго старался и поэтому с HDL пока пауза. Ждём @gekkio, у него получились впечатляющие результаты.