ミニミグ

Minimig ( Mini Amigaの合成語) は、フィールド プログラマブル ゲート アレイ(FPGA)を使用してAmiga 500を再実装したオープン ソースです。

Minimig は、オランダの電気技師 Dennis van Weeren による概念実証として 2005 年 1 月頃に開始されました。彼は、 FPGA を使用してAmiga カスタム チップセットを実装することに関する Amiga コミュニティ内で進行中の議論に対する答えとして Minimig を意図していました。プロジェクトのソース コードと回路図は、2007 年 7 月 25 日にGNU General Public Licenceバージョン 3 に基づいてリリースされました。

オリジナルの Minimig プロトタイプは、Xilinx Spartan-3 Starter Kit をベースにしており、オリジナルの Amiga チップセットは FPGA で合成されています。FPGA キットの拡張ポートを介して 2 つのプリント回路基板が接続されています。最初の基板には 3.3V Motorola 68000 タイプの CPU が搭載されています。2 つ目の基板には、 FAT16ファイルシステムをサポートし、オンザフライでAmiga ディスク ファイル(ADF) をデコードするディスク コントローラとして機能する小型の PIC マイクロコントローラを搭載したMultiMediaCardスロットがあります。

     VGA-+-PS2（ジョイスティック等）
         |
CPU <-> FPGA <-> マイクロコントローラ <-> フラッシュメモリ
         |
        ラム

プロトタイプはAmigaミーティングで公開され^{[2] 、いくつかのバグはあるものの、ほとんどのAmigaプログラムをロードしました。このプロトタイプは、コード開発にXilinx Webpackソフトウェアを使用してPC上で}VHDLの代わりにVerilogを使用しました。

Minimig rev1.0 ボードの場合:

• Xilinx Spartan-3 400k ゲート (XC3S400-4PQ208C) FPGA の容量は 82% です。
• Freescale MC68SEC000、3.3V、7.09379 MHz。ただし、 「E」クロックはなく、 MOVE sr,<EA> は特権であり、実際の置換命令はありません。
• Amigaチップ RAMバスと低速 RAM が7.09379 MHzで動作する単一の同期バスに統合されました。
• 2 x 524 288 x 16 ビットバンクとして構成された2 MB 70 ns 非同期SRAM 。
• MCU PIC 18LF252-I/SP ^[3] (代替としてAtmel AVR )はFAT16ディスクレイアウトを実装し、FPGA構成とKickstartの読み込みを処理します。これはADFファイルからオンザフライでエンコードすることにより、Amigaにフロッピーディスクをシミュレートします。
• 実装されたコンピューターのFPGA 構成、キックスタート、およびソフトウェアをロードするためのMMCフラッシュ メモリ カード。
• ディスクアクティビティ、主電源、Amiga の電源投入ステータスを表示する 3 つの LED。Amiga の電源投入ステータス LED の明るさも変化し、オーディオ フィルターのステータスを表示します。
• ビデオD/Aは、赤、緑、青の各色（4ビット/色）ごとに4つの抵抗器で構成され、VGAコネクタを介して出力されます。^[4]
• 2 次アナログ フィルターを備えた8 ビット ディザリングシグマ デルタコンバーターからのオーディオ。
• +5V DC主電源（約200mA）。

• FPGA からの 3 つの汎用 I/O ( GPIO )を予備します。
• プログラミングチップ用のJTAG (TMS、TDI、TDO、TCK)
• RS232シリアルポート
• Atari 2600 DE9Mタイプのジョイスティック2 個。
• DE15F VGAビデオ ( SCARTに接続するために PAL 互換信号を出力できます)。
• MMC フラッシュ メモリ カードスロット。
• PS/2 コネクタキーボード + マウス
• 3.5 mmオーディオジャック
• +5V DC 2.1 mm円筒形DCプラグ電源入力。

• モトローラ68000型CPU。
• ハードウェアOCSおよび ECS、PALおよびNTSCビデオは OSD 経由で切り替え可能です。
• ROMとして使用される Kickstart 用の 512 KB SRAM 。
• 0 .. 1536 KB低速RAM拡張（元々512 KB）。^[5]
• 512 .. 2048 KBチップ RAM (元々は 1024 KB)。
• オンスクリーン ディスプレイでは、キーボードまたはジョイスティックを使用して SD/MMC カードから ADF ディスク イメージを選択できます。

• 実際のAmiga 500からのAmigaOSキックスタートROMのバイナリコピーや、まだ完全な互換性がないAROS-68kのような無料の再実装が欠けています。 ^{[6] [7]}
• ROM およびフロッピー イメージをロードするための現在のファームウェアは、単一のルートディレクトリと8.3 ファイル名に制限されています。

コンピューター: Shuttle ベアボーン、Prescott Pentium 4 ( L2 キャッシュ 1024 KB、533 ～ 800 MT/s ) 3 GHz、1 GB RAM。

ソフトウェア: Xilinx Webpackバージョン 6.3.03i (2007-07-22 9.1)。HDL ソースからロード可能な構成ファイル (.bit) までの時間= 2分。CPU キャッシュとメモリの速度は、FPGA 生成ソフトウェアの Synthesis + Place & Route Silicon コンパイラにとって重要です。

今後の展開としては以下のようなことが考えられます。

• より高速な CPU、ECSチップセット、AGAグラフィックス (新しい FPGA ボードが必要)、ハードディスク、イーサネット、強化された AROS 機能用の小型 RISC コアなど。
• 無料のキックスタート代替品の使用（例：AROS）。^[8]
• ネットワークバージョンでは、フラッシュメモリを交換する必要がなくなります。

2008年9月3日、新しいFPGAコアにより読み取り/書き込みサポートが可能になり、チップセットも改良されました。^[9]

2008 年 12 月 22 日、PIC ( MCU ) コントローラー ソケットに適合する交換用ボードが発表されました。これにより、ハード ドライブ、4 倍速フロッピー ディスク、書き込みサポートが可能になります。^[10] FPGA コアは新しい ARM と PIC ファームウェアで同じですが、ARM のみが 4 つのドライブをサポートするのに十分なリソースを持っています。PIC は 2 つしかサポートしていません。また、このアップグレードにより、4 KB のゼロ ウェイト ステート CPU キャッシュを使用して CPU 速度を 7.09 MHz から 49.63 MHz に上げることができます。ただし、実際に実行するには FPGA コアが必要です (16 MHz 68SEC000 チップで動作します)。^[11] ハード ドライブのサポートは、仮想A600 / A1200スタイルのGAYLE パラレル ATAインターフェイスによって利用できます。ハードウェアを少し変更すると、最大 551 KB/s ^[11]が可能です。それ以外の場合は、最大 300 KB/s しかできません。^[12]

MiSTボードのMinimigポートは、USBキーボードやUSBマウスなどのUSB周辺機器や、物理的なMIDIインターフェースをサポートしています。^[13]

2008年12月22日、オリジナルのPCBに別のSRAMチップセットを追加して改造し、合計4MiBのRAMを搭載できるようになりました。^[10]

MISTボード用のMinimigポートは、主要なAGA機能をサポートするように更新され、多くのAGAゲームを実行できるようになりました。バイナリリリースと完全なソースコードはGPLの下で利用可能です。^{[14] [15] [16] [17]}

未発表のMinimigコアはAGAサポートでアップグレードされ、FPGA ArcadeのMike Johnsonが設計したプロトタイプのReplayボード上で少なくとも50MiBのチップメモリ​​をサポートするように拡張されました。^{[18] [19] [20]}

C64 Direct-to-TV Commodore 64 on a chip ASIC を設計したジェリ・エルズワースは、2003年に動作するAmiga on a chipプロトタイプを持っていました。68000プロセッサとディスクインターフェイスを除いて、すべてがFPGA内でエミュレートされていました。しかし、プロジェクトは完了せず、ASICに転換されることもありませんでした。^[21]

スウェーデンの小規模な民間ハードウェア設計会社であるIlluwatarは、オープンソース設計ライセンスの下でMinimigのMini-ITXフォームファクタバージョンを実装しました。 ^[22]このハードウェアバージョンは標準的なMini-ITXケースに収まり、寸法は17cm x 17cmです。このバージョンの接続ポートは、Mini-ITXの要件に準拠するためにマザーボードの背面に移動されました。

2008年2月9日、ACube Systemsは完成したMinimig v1.1ボードの発売を発表しました。^[23]

2006年10月11日、Individual ComputersのJens Schönfeldは、過去1年間、Minimigに似た「Clone-A」と呼ばれる商用Amiga-in-FPGAに取り組んできたことを明らかにした。Minimigとは対照的に、Individual ComputersのClone-Aは、強力なロジックアナライザーを採用した3人の開発チームによって開発された。このシステムは、CIA、Paula、Gary、Agnus、Deniseをクローンチップで置き換えることを意図しており、CPUはMotorolaのオリジナルになる。最終的なチップには、AGAと、4人用ゲームを可能にするパラレルポートも含まれる。^[24] 2015年以来、まだリリースされていない。

Wolfgang Försterは、 Atari ST -on-FPGAであるSuskaプロジェクトを完成させました。^[25]

Minimigに触発されて、ティル・ハーバウムはMIST ^[26]を発明しました。これは、低価格で自宅で簡単に構築できるように設計された、Atari STとAmigaのオープンFPGAベースの実装です。Minimigとは異なり、68000 CPUは物理デバイスとして存在せず、FPGA内に実装されています。

MISTに触発されて、アレクセイ・メルニコフは、Terasicの商用ボードDE10-nanoをベースにしたAtari STとAmigaのFPGA実装であるMiSTer ^[27]を発明しました。MiSTerの機能を強化するいわゆる「ドーターボード」が少なくとも5つあります。

2019年にApollo TeamによってリリースされたVampire V4 Standaloneは、ECS/AGAチップセットの再実装に加えて、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）を使用した68080 CPUとSAGAコアを提供します^{[引用が必要]}。

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