MiSTer FPGA: L'avenir de l'émulation et de la préservation des jeux rétro? – Retrogaming

En tant que joueurs rétro, nous connaissons tous le désir de pouvoir jouer à travers une grande histoire de jeux à partir d'une variété de systèmes, mais d'avoir à faire face à la lutte non seulement de posséder et de maintenir une gamme de matériel vintage, mais aussi de les avoir constamment branché à nos écrans et systèmes audio. Beaucoup d’entre nous ne peuvent pas s’empêcher de rêver de la possibilité d’un appareil capable de produire un signal vidéo moderne et de jouer de manière fiable notre bibliothèque de jeux complète aussi bien que le matériel d’origine. Alors que plus de systèmes (et les jeux eux-mêmes!) Grimpent en valeur de revente et en âge de matériel et finissent par mourir, nous commençons à chercher des alternatives pour équilibrer notre désir de jouer à travers l'histoire et de gérer notre santé mentale.

Beaucoup d'entre nous jouent avec les émulateurs de jeux classiques et les ROM depuis un certain temps et il y a quelques années, la scène Raspberry Pi a fait beaucoup pour relancer un fort intérêt pour l'environnement d'émulation. Cependant, les joueurs rétro les plus exigeants regardent de plus en plus dans le monde du FPGA des opportunités pour apporter les commodités de l'émulation à un matériel plus proche du matériel de la console d'origine.

Pourquoi FPGA sur l'émulation logicielle?

Pour ceux qui sont relativement satisfaits de leurs configurations d'émulation et de la flexibilité que cela leur donne, il peut être facile de se demander quel est le gros problème avec les configurations FPGA. La réponse courte est que le FPGA est un matériel programmable qui, lorsqu'il est bien utilisé, fournit généralement une réplication plus précise et efficace du matériel d'origine par rapport à l'émulation logicielle. (Voir également Wikipedia pour une définition plus générale et technique de ce qu'est le matériel FPGA)

L'une des principales voix de la communauté FPGA et MiSTer est l'homme connu sous le nom de SmokeMonster. Je lui ai parlé de son point de vue sur les FPGA et comment il expliquerait leurs pouvoirs. Il a partagé une explication plus impliquée, mais éloquente:

"Le traitement basé sur FPGA est extrêmement efficace pour effectuer la tâche d'émulation matérielle, car il permet à plusieurs opérations de se produire simultanément en temps réel. PCB électroniques [from original gaming hardware] sont remplis de puces et de circuits différents fonctionnant en tandem à des moments extrêmement précis. L'émulation parfaite du vrai matériel de consoles même simples comme la Nintendo NES nécessite un monstre absolu d'un CPU traditionnel pour obtenir des résultats similaires aux FPGA bas de gamme. Ainsi, les émulateurs traditionnels prennent généralement des raccourcis là où FPGA ne le fait pas.

Cela signifie également que l'audio et la vidéo peuvent être reproduits exactement comme le ferait un système réel, et avec MiSTer qui équivaut à une sortie vidéo analogique à latence nulle, ou à une mise à l'échelle à latence extrêmement faible en utilisant le scaler HDMI matériel en constante évolution de MiSTer. Vous pouvez même alimenter le contrôleur et les entrées série directement sur le FPGA pour des contrôles sans décalage, ou vous pouvez vous connecter via USB qui a un taux d'interrogation extrêmement rapide (et est toujours en baisse). Donc, petit à petit, MiSTer évolue vers la plate-forme d'émulation ultime, évitant les inconnues d'une configuration informatique où les taux d'interrogation des contrôleurs varient et où les différents processeurs et cartes vidéo donnent des résultats très différents.

Malgré ce à quoi les gens peuvent s'attendre, je mets toujours en garde contre la déclaration d'une émulation basée sur FPGA supérieure à l'émulation "traditionnelle", de la même manière que vous ne pouvez pas déclarer des "voitures" plus rapidement que des "camions", car il est trop vague d'affirmer quoi que ce soit sens. Cela dit, opposez une bonne implémentation FPGA à un émulateur logiciel traditionnel et vous sentirez probablement une grande différence entre eux quand un cœur est bien fait. »

Donc, pour ceux d'entre nous qui vont faire des efforts et des investissements plus importants pour profiter d'une expérience de jeu rétro plus idéalisée, les configurations basées sur FPGA sont très attrayantes. Il existe actuellement de nombreuses limitations car il est au début de sa phase de développement, mais les possibilités sont passionnantes.

Il convient également de souligner que la technologie FPGA est également l'un de nos meilleurs moyens de préserver éventuellement le «mode de réalisation» d'une console ou d'un ordinateur personnel pour les décennies à venir. SmokeMonster l'explique si bien:

"Je devrais préfacer la raison pour laquelle tant d'entre nous sont intéressés par l'émulation matérielle basée sur FPGA en indiquant exactement ce qu'est le code FPGA. Verilog et VHDL sont des langages de description matérielle qui ont été initialement conçus pour documenter les puces à la fois pour la fabrication et la recherche. Ainsi, au lieu de plans aléatoires pour les circuits électroniques, les fabricants les ont normalisés dans Verilog et VHDL. Ils pourraient décrire une seule puce ou un système entier. Par exemple, si vous avez un CI personnalisé Neo Geo parfaitement documenté dans Verilog, vous pouvez l'envoyer à l'usine et produire la puce réelle. Verilog et VHDL sont les langages utilisés pour écrire des cœurs FPGA et offrent un niveau théorique de précision parfaite par rapport au matériel d'origine. Bien sûr, cela se résume toujours à la qualité d'une mise en œuvre et à d'autres restrictions techniques, et peu de cœurs atteignent jamais une véritable «précision de cycle». Mais c'est le but ultime de tout noyau, même si cela peut prendre une décennie ou plus de contributions et de recherches open source pour y arriver. Les cœurs FPGA open source sont une conservation permanente du matériel, le projet MiSTer est donc à long terme. Bien qu'il soit actuellement basé sur le Terasic DE10-Nano, il sera relativement simple de porter ses cœurs sur les futurs appareils. Lorsque tout le matériel d'origine et les puces personnalisées sont morts, les recréations FPGA peuvent être utilisées pour émuler ou même produire des remplacements physiques…

Chaque nouvelle implémentation matérielle FPGA offre également un arsenal croissant de «pièces» à utiliser dans d'autres cœurs, appelés cœurs souples. Ils peuvent être extraits d'un système et connectés à un autre car un cœur FPGA est essentiellement un modèle pour un PCB. Des percées comme un Motorola X68000 à cycle précis donnent à tout système basé sur ce processeur une énorme longueur d'avance, et à mesure que de plus en plus de puces et de circuits deviennent disponibles, les systèmes plus complexes deviendront plus faciles à porter. Ainsi, lorsque Jotego a construit son noyau d'arcade Ghosts 'n Goblins (en sondant physiquement la PCB d'arcade réelle), il n'a pas eu à réinventer son processeur ou ses puces sonores à partir de zéro, car ils étaient déjà disponibles. "

Projets FPGA commerciaux et multi-console actuels

La talentueuse équipe d'Analogue a contribué à mettre en lumière le concept de FPGA pour de nombreux joueurs rétro. L'entreprise a commencé par créer des consoles modernes utilisant les tripes des machines classiques Nintendo et SNK. Aussi cool que cela ait été, ils savaient que l'effort ne pouvait pas évoluer à long terme et avaient besoin de quelque chose qui pourrait être produit en masse, mais qui partagent la même précision.

Le Nt Mini d'Analogue (maintenant abandonné / trouvé sur eBay), en particulier, était un clone NES / Famicom haut de gamme qui non seulement jouait les deux types de cartouches de manière fiable, mais avait également mis à jour le firmware via FPGA-wonder, Kevtris qui a ajouté des «cœurs supplémentaires» »Au système – permettant aux joueurs de lire des ROM à partir d'une poignée d'anciens systèmes directement sur une carte SD. D'un point de vue technique, un noyau est le code nécessaire pour configurer le FPGA, émulant la console ou l'ordinateur mais utilisant des portes logiques physiques au lieu du code logiciel compilé pour s'exécuter sur le matériel cible.

Depuis lors, Analogue a produit le Super Nt (pour Super Nintendo et Super Famicom) et prépare le Mega Sg (pour Sega Genesis et Megadrive + la possibilité d'ajouter une unité de CD Sega originale). Le Super Nt, bien que capable de mettre à niveau le firmware pour lire des ROM SNES, était un peu décevant de ne pas pouvoir lire des ROM plus anciennes comme le Nt Mini. Aussi étonnant que ce soit d'avoir une gamme complète de consoles analogiques pour de nombreux autres systèmes et / ou d'avoir des consoles originales entièrement fonctionnelles avec des sorties vidéo modernes, il serait très utile d'avoir une boîte de type console qui pourrait avoir la précision d'Analogue. machines tout en pouvant héberger plusieurs consoles sur un même appareil.

Le Polymega est une solution «tout-en-un» potentielle qui a un peu de battage médiatique. Cependant, depuis qu'elle a été annoncée à l'ère de l'analogue, Polymega a laissé tomber de nombreux amateurs lorsqu'il a été révélé que la console allait exécuter une émulation logicielle pure au lieu d'utiliser FPGA. De nombreux fans rétro considéraient qu'il était intéressant d'investir dans différents modules de jeu pour prendre en charge les formats de cartouche et de contrôleur pour différentes consoles (ce qui est encore assez cool!), Mais seulement tant que la précision de la lecture du jeu est élevée (nous ne le faisons toujours pas savoir à quel niveau de cohérence s’attendre car le produit n’est pas publié).

L'Analogue Super Nt et le Prototype Polymega

C'est là que le MiSTer et son potentiel futur entrent en jeu.

Qu'est-ce que MiSTer FPGA?

Alors que les FPGA ne sont que les blocs de construction d'un système de console complet, le projet MiSTer est un projet organisé pour permettre aux gens de créer leurs propres consoles d'émulation matérielle (ou d'autres configurations matérielles de jeu personnalisées) tout en prenant en charge de nombreuses plates-formes de jeux et ordinateurs personnels vintage.

Colin de MiSTerAddons.com est un autre porte-parole de premier plan de la plateforme et a expliqué le projet comme suit:

«L'objectif du projet MISTer est de créer une console de jeu rétro open source, pilotée par la communauté. Dans son état actuel, il est construit sur la plate-forme Terasic DE10-Nano, qui comprend un FPGA Cyclone V, une mémoire DDR3, un processeur ARM pour gérer les entrées et sorties, une sortie HDMI, Ethernet et un port USB On-the-Go, entre autres caractéristiques utiles au développement. Le MISTer dispose d'un menu, qui permet à l'utilisateur de sélectionner des cœurs, qui sont tous stockés sur une carte microSD. Un «noyau» équivaut à un émulateur individuel.

Une console ou un code informatique contient souvent des «cœurs souples» qui sont des représentations autonomes de composants individuels sur le système. Un système donné contient souvent un processeur, des coprocesseurs (GPU, APU, gestion des E / S, etc.), de la mémoire système, des circuits d'alimentation et d'autres composants analogiques discrets. Les cœurs souples sont parfois communs entre plusieurs cœurs, de sorte que leur représentation FPGA peut être facilement portée entre les cœurs. Cela permet d'accélérer le développement de systèmes avec une architecture similaire.

Le menu et le code MiSTer principal sont supervisés par Sorgelig, qui a également conçu la plupart des cartes d'extension actuelles. Il y a quelques autres planches en cours de fabrication, pas par Sorgelig, mais la majorité des planches vendues sont le design de Sorgelig, ou du moins basé sur celui-ci. "

Le PC Engine / TurboGrafx-16 est un bon début avec le MiSTer (en particulier ces shumps) – Photo via speedlolita sur NeoGAF

Utilisation de MiSTer en tant que spécialiste pour certaines plateformes de console

Même si vous avez le matériel de console d'origine des systèmes les plus courants ou avez acheté des produits similaires à Nt Mini d'Analogue (cette configuration NES FPGA est hors de production et se vend maintenant sur eBay pour 1200 $ à 2000 $), le Super Nt ou Mega Nt, il y a encore des lacunes importantes dans les plates-formes classiques que nous aimerions connaître dans une configuration FPGA de haute qualité au lieu d'investir dans du matériel d'origine coûteux (qui peut également nécessiter une modernisation ou des mises à niveau).

Les deux plates-formes qui me viennent à l'esprit sont le PC Engine / Turbo Grafx-16 et le Neo-Geo (d'autres seraient rapides à ajouter des goûts comme le 3DO ou Atari Jaguar). Et bien que les émulateurs de logiciels aient été assez solides pour ces deux plates-formes pendant un certain temps, il y a encore une raison pour laquelle de nombreux joueurs souhaitent toujours jouer leurs bibliothèques de jeux intéressantes sur du matériel d'origine. Cependant, avec ces deux plates-formes matérielles n'étant pas en abondance (et même pas particulièrement bon marché dans leur présence commerciale d'origine), elles sont les meilleures candidates pour avoir de solides alternatives basées sur FPGA.

J'espère vraiment qu'Analogue finira par créer une console FGPA polie spécialisée dans la plate-forme PC-Engine / TurboGrafx-16 (qui prend également en charge les formats CD) et la Neo-Geo (même si l'entreprise a commencé par vendre luxueuse, mais matériel Neo-Geo coûteux mais certes l'un des meilleurs systèmes MVS consolés jamais). Cependant, nous ne pouvons pas tous investir dans une console à 190 $ + pour chaque plate-forme que nous voulons jouer (consultez notre Guide des prix du matériel de la console, si vous voulez avoir un aperçu du prix atteint par le matériel) ou peut-être, nous essayons de réduire le nombre de machines que nous avons raccordées à notre système de divertissement (ou peut-être que vous voulez même un excellent matériel à plusieurs endroits).

Quoi qu'il en soit, MiSTER est déjà une excellente solution pour ceux qui souhaitent explorer le TurboGrafx. Colin de MiSTerAddons.com a partagé sa confiance dans le support actuel du moteur PC de la plateforme:

«Si les systèmes analogiques sont à 100 en termes de qualité de réplication matérielle, la qualité actuelle du TurboGrafx-16 est de 85 (et continue de s'améliorer). Il joue très bien – si bien que j'ai vendu mon Core Grafx PC-Engine à modulation RVB."

Il classe en fait le support PC Engine / TurboGrafx de MiSTer plus haut que toutes les autres consoles actuellement – dépassé seulement par certains des noyaux d'arcade et d'Amiga publiés. (Voir plus de ses principales évaluations de la qualité dans la section «État actuel et avenir» ci-dessous)

Alors que le Neo-Geo prendra un peu plus de temps pour atteindre le même niveau de support, il est actuellement en cours de développement et montre des signes prometteurs. Bien que nous abordions également les défis techniques de Neo-Geo plus tard dans la section "État actuel et avenir" ci-dessous, nous pourrions bientôt voir MiSTer comme le moyen le plus précis de jouer aux classiques de SNK sans investir dans quelque chose qui dépend du matériel hérité.

SmokeMonster nous rappelle également qu'en plus de la précision matérielle, la communauté MiSTer / FPGA présente d'autres avantages qui peuvent en faire un matériel informatique convaincant pour explorer les consoles les plus exotiques:

«MiSTer offre également de nombreux avantages potentiels par rapport au matériel d'origine. Le noyau MSX en est un excellent exemple. Il s'agit d'une implémentation hybride MSX qui prend en charge MSX, MSX2, MSX2 + et Turbo-R / MSX3. Il prend en charge deux disques durs virtuels jusqu'à 2 Go chacun, où le matériel d'origine était limité à quelques mégaoctets ou quelque chose. Donc, c'est un MSX extrêmement précis avec un menu qui peut inclure tous les jeux ou programmes jamais publiés, vous pouvez utiliser n'importe quel contrôleur ou clavier que vous aimez, et vous pouvez le jouer sur un grand téléviseur via HDMI, sur un moniteur via VGA (zéro décalage), ou sur un téléviseur CRT ou PVM via RVB ou composant (zéro décalage à nouveau). "

Même si vous n'êtes généralement pas quelqu'un qui aurait envisagé de reconstituer du matériel de bricolage comme un Raspberry Pi, lorsque vous évaluez ces arguments de vente, un MiSTer semble tout d'un coup être un excellent moyen de compléter votre collection de matériel existante.

Configurations FPGA des ordinateurs personnels

Même si je me concentre généralement sur les jeux sur console, je dois admettre que j'ai également creusé davantage dans les jeux PC vintage (J'ai même ressuscité ma vieille machine 286 DOS dans le sous-sol de mes parents). Même si mon 286 a été une grande explosion dans le passé, je ne peux pas m'empêcher de creuser dans beaucoup d'anciennes qualités de l'ordinateur personnel sans trop de configuration et sans me soucier de l'ancien matériel qui meurt. En apprenant que MiSTer supportait une poignée de plates-formes informatiques personnelles classiques, je ne pouvais pas m'empêcher d'être excité.

SmokeMonster a mis en place des packs de base PC pour aider à rendre la configuration et l'expérience plus agréables pour nous, simples mortels. Les packs comprennent des interfaces pour certains des cœurs de PC populaires, donc un clavier et une souris ne sont pas nécessaires pour sélectionner des jeux. Au contraire, un menu de style Everdrive permet à l'utilisateur de sélectionner et de charger le jeu. Dans mes conversations avec lui, SmokeMonster a partagé,

"Oui, j'ai un projet open source qui a été initialement lancé pour aider à rationaliser la configuration des chariots flash comme EverDrives, et je l'ai étendu pour prendre en charge les cœurs MiSTer. J'ai également travaillé avec des personnes pour rédiger des instructions simples pour démarrer des programmes sur les cœurs d'ordinateur, qui nécessitent parfois une ou deux entrées de ligne de commande obscures.

Je suis dans l'âme un joueur d'arcade et de console, mais MiSTer m'a ramené dans le monde du jeu vidéo de mon enfance. Bien que je sois en train de découvrir les merveilles d'Amiga, et cela a été étonnant. J'ai essayé d'attirer d'autres joueurs sur console qui n'ont jamais connu cette puissance d'une plate-forme de jeu 2D."

Tout comme le Raspberry Pi avant lui, le MiSTer est bien adapté pour être intégré dans une poignée de facteurs de forme – soit sur mesure, soit dans d'autres boîtiers existants. Witchmaster d'Atari Forum a partagé son étui de clavier PC magnifique fabriqué à la main en teck massif. Il dispose d'un clavier Amiga CDTV et de deux ports de joystick numérique en plus de la sortie VGA / audio, d'Ethernet et d'un interrupteur d'alimentation physique. (Voir plus de photos et de détails). Il sera intéressant de voir quels autres passionnés de créations passionnantes proposeront au cours des prochaines années.

Configurations d'arcade MiSTer FPGA

Il y a eu une poignée de passionnés qui ont également travaillé à la mise en place d'un FPGA MiSTer au lieu d'une armoire d'arcade comme alternative à une configuration MAME.

En ce qui concerne le récent noyau Ghosts 'n Goblins ajouté à MiSTer, @topapate sur Twitter a déclaré:

"MAME est trop rapide parce que le CPU ne partage pas le bus avec les puces graphiques, contrairement au vrai matériel et à mon cœur FPGA. Les sprites sont également traités différemment. Réinitialisez les deux par exemple et voyez comment MAME affiche les sprites indésirables.

La palette est également gérée différemment. La version MiST / MiSTer est la chose la plus proche d'avoir le vrai matériel. Il n'y a pas non plus de délai d'une image entre le moment où l'image est calculée et affichée. Si vous jouez sur un [CRT], vous obtenez le même délai qu'avec la vraie carte d'arcade. "

SmokeMonster a ajouté plus tard dans notre conversation privée:

"J'adore les jeux d'arcade et j'ai une grande collection de PCB d'arcade, mais c'est un passe-temps coûteux qui nécessite d'énormes espaces de stockage pour même les petites collections et les prix ont grimpé en flèche depuis que je suis entré dans le passe-temps. MiSTer réplique à merveille le matériel d'arcade, et il commence à ressembler aux premiers jours de MAME alors que de nouveaux cœurs sont constamment déployés. Lorsque vous comparez un grand nombre de cœurs d'arcade à MAME, vous commencez vraiment à ressentir le potentiel d'émulations FPGA. Des jeux comme Burgertime et Ghosts ’n Goblins fonctionnent de manière sensiblement rapide dans MAME mais correspondent parfaitement au vrai matériel dans MiSTer."

Colin de MiSTerAddons.com:

«MAME occupe actuellement l'espace entre posséder des PCB d'arcade d'origine et n'avoir rien de plus que des souvenirs du temps passé à voler dans les quartiers de l'arcade, il y a des décennies. J'attends avec impatience le jour où la machine sera une appliance dédiée, pas un ordinateur Windows nécessitant une interface graphique et une maintenance de bureau complètes. »

Personnellement, aussi cool que les armoires d'arcade, j'aimerais vraiment voir une expérience semblable à une console arriver à une configuration Arcade MiSTer. Nous n'avons pas tous l'espace (ou l'argent à investir) dans une armoire à part entière. Et parfois, même si vous avez une armoire, il est toujours agréable de pouvoir se détendre sur le canapé et jouer des classiques d'arcade sur un téléviseur – avec une manette de jeu (peut-être même sans fil) ou un joystick à part entière. En théorie, avoir une machine d'arcade de type console vous permettra également d'échanger facilement différents contrôleurs de joystick pour une expérience plus personnalisée (je suis sûr que Benj Edwards de BX Foundry serait prêt à vous aider).

Configuration gauche (Colin’s Arcade Cab) / droite Beaps (voir info sur Twitter)

De quelles pièces a-t-on besoin pour démarrer avec MiSTer?

Pour ceux qui n'ont pas l'habitude de reconstituer leur propre matériel, savoir par où commencer peut être un peu intimidant. Il existe une poignée d'add-ons pour les configurations MiSTer et il peut être facile de deviner immédiatement ce dont vous avez besoin. J'ai demandé à Colin de MiSTerAddons.com ce qui considérait les pièces essentielles et quelle carte fille était nécessaire pour des fonctions spéciales. Voici son délabrement…

Pièces requises

  • Carte Terasic DED10-Nano – c'est autour de cette carte FPGA que l'ensemble du projet MiSTer est basé.
  • Adaptateur USB OTG ou concentrateur USB MiSTer – vous permet de brancher vos périphériques d'entrée.
  • Un dissipateur thermique et un ventilateur (ou une carte d'E / S avec ventilateur) pour refroidir l'appareil.
    • La chaleur est l'ennemi de l'électronique.
    • La carte IO possède un ventilateur de 40 mm, ainsi que des signaux vidéo et audio analogiques, des voyants d'état, des boutons et plus encore.
    • Si le refroidissement est la seule exigence, une plaque acrylique découpée au laser qui abrite un ventilateur de 40 mm qui se branche directement sur les broches du DE10-Nano.
  • Un clavier USB (pour la configuration initiale) et un contrôleur USB de votre choix pour jouer à des jeux (plus à ce sujet plus tard)
  • Les unités ont une sortie HDMI, mais il y a plus d'options vidéo avec plus d'ajouts (voir ci-dessous)

Ajouts recommandés

  • SDRAM – bon nombre des bons cœurs nécessitent une mémoire supplémentaire plus proche du format utilisé dans la console d'origine. Voici une liste des cœurs qui nécessitent la SDRAM. Il manque notamment sur cette liste les Genesis et TurboGrafx / PC-Engine / SuperGrafx, qui n'ont pas besoin de SDRAM.
  • Carte IO – Si l'utilisateur souhaite connecter le MiSTer à un framemeister / OSSC / PVM / CRT, une carte IO émet un signal vidéo analogique propre via un port VGA. Un simple câble passe-câble (VGA vers SCART / VGA vers YPbPr / VGA vers VGA) est nécessaire, tout comme l'édition du MiSTer.ini pour activer les options vidéo appropriées. Enfin, il existe une carte d'horloge en temps réel (RTC) qui dispose d'une batterie pour garder l'heure du système lorsqu'il est éteint. Seuls quelques cœurs d'ordinateur en profitent et une connexion Internet récupérera également la date et l'heure actuelles.

Instructions et conseils d'installation

  • Colin a une excellente vidéo de montage avec son guide de texte approximatif documentant bon nombre des choses qu'il aurait aimé savoir plus tôt.
  • Même si le matériel peut sembler un peu intimidant au début pour les non-techniciens, ce n'est pas trop difficile à assembler (j'ai démonté et remonté le mien environ quatre fois pour prendre des photos). Une fois que vous avez branché des choses, les modules complémentaires sont plug-and-play.
  • La majorité de la configuration consiste à obtenir les cœurs et les ROM sur la carte microSD. Il existe cependant un nouveau script de mise à jour qui, une fois chargé sur la carte microSD et associé à une connexion Internet, télécharge et met à jour tous les cœurs. Il peut être lancé via ssh ou via le menu MiSTer. Cela rend la mise en route BEAUCOUP plus facile.
  • Le matériel est presque capable d'être utilisé hors de la boîte, avec une simple image flashée sur une carte microSD, semblable aux versions Rapsberry Pi.
  • La page Github a un exécutable pour flasher l'image sur la carte microSD. Après avoir flashé l'image, des cœurs et des ROM peuvent être ajoutés à la partition de données de la carte microSD.
  • La configuration typique de MiSTer est un peu plus simple que votre configuration moyenne de Raspberry Pi. Il existe un fichier de configuration (/config/Mister.ini) qui permet à l'utilisateur de spécifier la sortie vidéo et d'autres paramètres d'entrée / sortie (github.com/MiSTer-devel/Main_MiSTer/blob/master/MiSTer.ini). Ce n'est pas strictement requis pour la construction de base, mais peut être nécessaire si la sortie VGA / RGB SCART / YPbPr est souhaitée, si le périphérique cible est un moniteur sans audio, ou si le déchirement de l'écran est un problème (activez vsync). "

Possibilités de présentation et d'expérience de type console pour MiSTer

Actuellement, la plupart des passionnés de MiSTer FPGA gardent leurs composants matériels plutôt nus (avec peut-être du matériel en plexiglas attaché en haut et en bas) ou utilisent des boîtiers imprimés en 3D comme ceux vendus par MiSTerAddons.com. Ce sont toutes de bonnes solutions – en particulier au cours de cette première phase évolutive du projet.

Cependant, finalement, je pense que la plupart d'entre nous aimeraient pouvoir avoir une façon d'avoir une configuration MiSTer FPGA qui ressemble plus à une vraie console de jeu. Peut-être n'aura-t-il pas le raffinement des produits de console Analogue, mais avoir un boîtier présentable qui a un look épuré, des ports de contrôleur formels à l'avant et peut-être même des logements de cartouche serait un pas incroyable dans la bonne direction.

Le prototype Polymega a un beau design industriel qui compléterait si bien le potentiel du MiSTer

Le projet étant un concept plutôt de niche, nous ne verrons pas de cas fabriqués sur mesure de sitôt. Cependant, on pourrait éventuellement utiliser des boîtiers PC bas profil qui sont parfois utilisés pour les PC home cinéma (HTPC). Cela pourrait être particulièrement utile si quelqu'un a développé une plaque adaptatrice 3,5 ”ou 5,25” pour les ports du contrôleur à brancher à l'avant du boîtier.

Colin de MiSTerAddons.com a également ajouté quelques demandes personnelles pour améliorer l'expérience de type console,

«Pour moi, le facteur de forme du DE10-Nano sans boîtier plus grand et plus lourd n'est pas excellent. ElectronAsh fabrique une carte d'entrée de contrôleur à faible latence avec des ports USB, des connecteurs DB9, DB15 et RJ45 pour permettre à divers contrôleurs de s'interfacer via le port série de la carte d'E / S. [the project is named LL Cool Joy – see our coverage bellow in the Controller section]

Cette carte sera l'empreinte de pas du DE10-Nano mais aura des contrôleurs branchés. Lorsque assis sur un canapé, avec un long cordon branché, le DE10-Nano glissera sur toute l'étagère. L'une de mes caractéristiques préférées du SuperNT est l'étui solide et adhérent qui reste en place et se sent premium. C'est le même problème que le Raspberry Pi a toujours eu, et ce n'est peut-être qu'une gêne personnelle. "

L'une des choses qui pourrait vraiment faire une future configuration MiSTer en dehors est la possibilité d'ajouter des emplacements de cartouche afin que nous puissions jouer tous nos supports de cartouche de jeux originaux sur les machines. Les consoles analogiques, bien sûr, réussissent à merveille. Et Polymega prévoit d'avoir une manière élégante (mais quelque peu coûteuse) d'avoir des unités de logement de cartouche (et de port de contrôleur) interchangeables pour sa console d'émulation logicielle. SmokeMonster a partagé qu'avoir des modules complémentaires de port de cartouche pour MiSTer est certainement une possibilité, "Plusieurs personnes ont mentionné [cartridge slot add-ons] comme une possibilité, y compris ElectronAsh, Voultar et Db Electronics. Je pense que c'est inévitable. "

Certes, une fois que les emplacements de cartouche entrent dans l'équation, l'idée d'utiliser des étuis à profil bas / HTPC mentionnés ci-dessus comme un élégant boîtier tout-en-un devient beaucoup moins élégante. Peut-être verrons-nous de grands boîtiers imprimés en 3D pour intégrer des modules de logement de cartouche ou nous devrons voir avec de petits modules d'extension de logement de cartouche qui sont simplement branchés via USB. C'est pourquoi il est un peu frustrant que l'équipe de Polymega ait de si belles conceptions pour les consoles avec des emplacements de cartouches interchangeables, mais ne dispose pas de nombreux avantages intéressants du projet MiSTer.

Il y a un certain optimisme que nous verrons éventuellement certains systèmes MiSTer clé en main vendus, mais jusqu'à présent, MiSTerAddons.com de Colin est l'un des meilleurs endroits pour acheter un grand nombre de pièces dont vous aurez besoin. Lorsqu'on lui a demandé s'il prévoyait de vendre des systèmes prêts à l'emploi terminés, il a répondu:

"Au départ, je n'avais pas l'intention de vendre des kits complets sur MiSTerAddons.com mais, après avoir parlé à de nombreuses personnes dont la seule barrière à l'entrée était la configuration et l'installation initiales, j'ai décidé d'offrir un certain nombre de kits sur mon site. La réaction a été jusqu'à présent positive, les clients recevant un appareil essentiellement plug-and-play. Le logiciel principal et les cœurs sont préinstallés sur la carte micro SD. Il ne reste plus qu'à mapper son joystick et ajouter ses jeux.

Dans son état actuel, le projet n'est pas nécessairement inaccessible pour un novice, mais pourrait bénéficier d'une documentation supplémentaire. À cette fin, j'ai commencé un guide sur MiSTerAddons.com/guide, qui commencera lentement à combler les lacunes des informations qui ne sont pas facilement disponibles sur le MiSTer Github Wiki "

Options de contrôleurs pour la configuration idéale du FPGA MiSTer

Bien sûr, lorsque vous avez une machine de jeu qui prend en charge une poignée de plates-formes différentes, vous voulez une configuration de contrôleur qui équilibre le support universel et la flexibilité.

Sans surprise, MiSTer prend en charge les contrôleurs USB prêts à l'emploi (ils ont simplement besoin d'un clavier PC pour les configurer lors de la configuration). Il existe de nombreuses options de contrôleur USB, nous partagerons donc quelques recommandations pour vous aider.

Contrôleurs filaires

  • Hori Fighting Commander – un excellent gamepad de l'un des meilleurs fabricants de manettes. Colin l'utilise régulièrement dans sa configuration MiSTer et dit "c'est incroyable en termes de décalage – j'aime aussi que la disposition des boutons accueille à peu près toutes les consoles." [insert Twitter quote]
  • Joysticks BX Foundry – Si vous recherchez des joysticks de haute qualité et avez des dispositions de boutons et des styles de couleurs personnalisés pour votre console préférée, Benj Edwards chez BX Foundry (voir notre récente interview avec lui), peut vous construire à la main soit un USB version ou une qui a des entrées natives pour la console. Il est également disposé à installer la connectivité Bluetooth si vous êtes prêt à payer pour les pièces ajoutées.
  • Hori Arcade Sticks – Beaucoup d'entre eux sont des bâtons d'arcade de style jeu de combat et peuvent grimper jusqu'au prix de 200 $. Par rapport aux bâtons BX Foundry, vous payez principalement pour le boîtier plus stylisé et des quantités plus importantes de boutons et interrupteurs.

Contrôleurs sans fil

  • Adaptateur sans fil 8bitdo – vous avez probablement déjà vu le travail de 8bitdo. Ils ont de grandes compétences en conception (Analogue s'associe également avec eux) et Colin dit qu'ils ont bien travaillé pour lui sur son MiSTer. Il a également mentionné que chaque noyau nécessite que les boutons du contrôleur soient mappés, tout comme le noyau du menu principal. En plus de fonctionner avec les propres contrôleurs Bluetooth de 8Bitdo, l'adaptateur fonctionne également avec les contrôleurs Bluetooth Xbox One, les contrôleurs PS4, PS3, Wii Mote et Wii U Pro.
  • Adaptateurs sans fil Xbox 360 – Si vous aimez vraiment les contrôleurs 360, ceux-ci ont confirmé leur bon fonctionnement par la communauté MiSTer.

Utilisation de contrôleurs de console d'origine sur MiSTer

Bien que les contrôleurs USB et Bluetooth soient cool et tout, la plupart des joueurs rétro aimeraient également pouvoir jouer avec des contrôleurs originaux pour une console donnée pour une sensation plus authentique / nostalgique. Il existe en fait deux projets qui peuvent aider les fans de MiSTer à utiliser les contrôleurs classiques qu'ils aiment.

  • LL Cool Joy – (Le LL signifie faible latence, au cas où vous vous poseriez la question). Cette initiative open source d'ElectronAsh est un module complémentaire de carte contrôleur native multi-console qui est fusionné avec la carte USB pour une implémentation plus élégante. Les unités doivent inclure 6 ports USB, 2 ports DB15 (Arcade et Neo Geo), 2 ports DB9 (Genesis, Atari, etc.) et 2 ports RJ45 (brochage MC Cthulhu), pour connecter pratiquement n'importe quel contrôleur jamais fabriqué via une coutume bon marché dongles.
  • Bliss-Box – Ce projet commercial indépendant existe depuis quelques années (nous avons en fait couvert leur Kickstarter 4-Play en 2015). Son objectif était de rendre les contrôleurs de jeux rétro-agnostiques. Le 4-play est un adaptateur de contrôleur universel qui permet à jusqu'à quatre personnes de jouer simultanément. Il est compatible avec pratiquement tous les contrôleurs et périphériques existants. Il utilise des câbles adaptateurs à faible coût qui permettent aux contrôleurs de se connecter à ses ports HDMI. Ils ont également un pont Bliss-Box en cours de développement pour le MiSTer qui réalisera une seule carte avec les ports USB et ses ports dongle Bliss-Box – similaire au LL Cool Joy ci-dessus.

Donc, d'une certaine manière, le LL Cool Joy et le Bliss-Box Bridge concourront d'une manière ou d'une autre à l'avenir. Cependant, la Bliss-Box 4 Play est une solution solide pour utiliser des contrôleurs originaux.

Possibilités de créer des ports de contrôleur directement dans une «console» MiSTer

En revisitant le sujet ci-dessus de la présentation de type console, le LL Cool Joy et le pont BlissBox nous rapprocheront de cette présentation rationalisée tout en offrant aux joueurs une flexibilité totale et une authenticité accrue de l'utilisation des contrôleurs de console d'origine.

Conversations sur l'adaptation des contrôleurs classiques à MiSTer

In the section above, I wanted to share an overview of the controller landscape for MiSTer FPGA, but I also had a nice conversation with Sean from Bliss-Box and he also introduced Kitrinx (aka Rysha), a very active developer in the MiSTER scene, into the conversation as well.  This interview format should be interesting for those that are intrigued by the topic and would like to learn more of the technical background of the project.

What can you tell us about your upcoming Bliss-Box Bridge?

Sean/Bliss- Box: The Bliss-Box Bridge is an upcoming product that communicates from the Bliss-Box 4-play or Gamer-Pro to a console. So essentially you get any controller on any console. Though the magic in communication is where things get interesting. Bliss-Box had to come up with a way to communicate from the 4-Play to the Bridge in a fast and reliable means without adding to the existing hardware. The solution was simple. We designed a protocol that can be invoked by holding both USB pins high. Once the 4-play sees this signature it goes in to bridge mode and disables all USB communications. The bridge can now begin listing for commands. If you plug in a normal USB to a device holding the pins high, it does not communicate and an error shows on the bus. So, it is a perfect solution that can be turn on and off or switch from USB to Bridge mode via software.

The link between a 4-play in single mode or Gamer-Pro has a latency around .5ms + gamepad read time. Shown in the image you can see the communication from the 4-play to the Bridge.

So, when this concept was mentioned, kitrinx immediately had a thought. The idea was a low latency controller poll mechanism directly between the MiSTer and the Bliss-box. We will be able to align the poll rate to the core and be sure the data are ready. This does not mean we will not still pursue the board but it does attract the Bliss-Box to the MiSTer quite nicely. Kitrinx had this to say in regards to that.

Kitrinx: Bliss Box is valuable to MiSTer users for a couple of reasons. The MiSTer is an ever-growing FPGA platform that encompasses over 50 Computer, Arcade, and Console systems. These consoles used a huge variety of input devices such as the Astrocade’s paddle-on-a-joystick-on-a-trigger and the Colecovision’s numberpad controller. These devices are nearly impossible to replace with modern alternatives, necessitating an adapter to use the original controllers with MiSTer. Purchasing individual classic controller to USB adapters for all of these controllers could become quite expensive. Bliss Box encapsulates very much the same philosophy as MiSTer, with one platform that handles multiple system’s devices. As such, it is an outstanding value even used via USB if one wants to use a lot of these unusual original controllers with the system, or even just more standard SNES and Genesis type controllers.

In addition, the recent LLAPI (Low Latency API) allows enthusiastic MiSTer users to harness one of the popular advantages of FPGAs: The very low latency. With all the power that passing the IO through the linux side of MiSTer brings to the platform, it does have one drawback: It introduces an average about 9 to 18ms of latency, according to my oscilloscope. The majority of controllers fell in the 8ms range, with a cheap Chinese one having over a frame of lag. Most people won’t notice or be bothered by this, but MiSTer users aren’t most people, are they? Should support for LLAPI be added in each core, it would allow the Bliss Box to be plugged into the serial IO port on the IO board and speak directly to that core. The core can then sync its controller polling directly, and clock in at under a millisecond of latency with most controllers, leading to a snappy, consistent input experience. In addition, the API can report what type of controller is connected, allowing special peripherals such as Paddles and Light Guns to work more reliably.

What do you think of the current MiSTer controller configurations and what would you improve if you could?

Sean/Bliss-Box: The config allows the basic mappings or buttons and keys in the way most configs do but it lacks analog input. You can only use the first axes, so it is no good for many adapters out there in the way of paddles and other special configs. Though Bliss-Box has an answer for that via the API, I’d very much like to see that added for the other adapters out there.

What’s the difference of the Bliss Box vs just pulling in USB adapters or USB controllers modeled after classic consoles?

Sean/Bliss-Box: Bliss-Box makes products work without the need for drivers and config. You just plug and play using a HID driver from the OS itself. Though the Bliss-Box adapters have an API that can be used giving it full control. Again, the idea is not to use a driver and allow this to take place with the tools already available. Though not all OS’s use what is referred to as USB control transfers and I’m not sure if the MiSTer does (most Linux kernels do), it can take advantage of a few things. A USB control transfer is proprietary in the way of it’s data but not the means of how it talks to the device. To make a control transfer you just need to code it and talk via USB. You can then use the Bliss-Box API to get access to peripherals such as; memory cars, LCDs, n64 VRU, bio packs, rumble, and much more. It also allows any code to talk directly to the controller and receive data back, essentially, tunneling via USB. Will the MiSTer take advantage of these things? Time will tell. The RetroArch community already has.

What other controller-related innovations are  you most excited about in the MiSTer community (possibly happening in the next year or so)?

Sean/Bliss-Box: The low-level API (LLAPI) is where things are going to get exciting. This is going to allow for controllers like the NES zapper to work as it is, right form the Bliss-Box itself. Paddle support to read the rotation at this speed will change the way we emulate, for example Tempest on the jaguar had been plagued because of this. Not that the MiSTer is going to be emulating that anytime soon, but the limitation of that game was that you need a spinner sample rate high enough to spin around the track. With a USB latency of 8ms, it will never happen on Atari hardware or a spinner mod of the jaguar controller. With what kitrinx has accomplished, it’s going to happen. FPGA consoles and hardware are getting much attention, the MiSTer is on the right track. I expect good things.

Conversations on the Current Status and Future of MiSTer FPGA

Below is some dialogue I had with SmokeMonster, Colin from MiSTerAddons.com, and Sean from Bliss-Box about where the MiSTer project stands currently and what the future might hold.

How would you describe the experience on most of the completed major console cores right now? [Keep in mind, this is based on February 2019 experience and these cores are still being developed and improved]

Colin/MisterAddons.com:

  • NES: Plays well to me. still adding mappers, but there are so many of them
  • SNES: Plays great and includes support for many special chip games. This is how I plan to finally beat Donkey Kong Country 2 and 3.
  • Genesis: Plays great. Audio is still being tweaked as the Genesis has a Yamaha audio chip that hasn’t been fully defined in FPGA terms
  • TurboGrafx: Plays excellent- so well that I sold my RGB modded PC-Engine Core Grafx
  • Arcade: Most seem very authentic, without having the original PCBs to compare against.
  • Amiga: One of the most complete cores
  • 486: Runs, but doesn’t play all games at full-speed
  • Master System: Runs well from what I’ve played

Development activity can be tracked on this Github page and this Atari-Forum thread.

Even though there’s support for Sega Genesis and TurboGrafx/PC Engine, there’s no current support for the respective CD platforms or the 32X . Do you see the ability for those in the near future? Any talk one allowing for an added CD drive anytime soon?

Colin/MisterAddons.com:

There are people working on CD drive emulators. From what I’ve heard, the architectures of the Sega CD and TurboGrafx CD is similar enough that development for one will lend to the other I believe that the limitation on adding a physical CD drive is the limited input/output (IO) ports. There are 2, 40 pin connectors. The SDRAM occupies one, and the IO board (optionally) occupies the other.

What type of timeline and/or technical challenges do you see for the likes of Neo-Geo and CPS arcade titles?

Colin/MisterAddons.com:

Both are in early development, but memory bandwidth, and IO ports (see above) are the biggest hurdles. Those systems are more memory dependent and the current SDRAM (32MB) is insufficient for them. In the case of Neo Geo, multiple EPROM chips were used for each game. The total size of those eproms is often larger than the 32 MB SDRAM. Additionally, there are SDRAM and timing issues to work through but Furrtek is hard at work solving these problems.

Do you think we’ll ever see Save State support? It seems that those involved with the Analogue projects have been hesitant that they can get save states to work with FPGA like we have been spoiled with on emulation.

Colin/MisterAddons.com:

That’s a good question! SD2SNES just got save state support. It runs on an FPGA. The hard part about save states is that the state of every processor has to be recorded in memory. I don’t have the technical insight to say one way or another, but the APU (audio processor) on the SNES has to be saved along with the CPU, or the music won’t load correctly, which I believe is the current limitation of the SD2SNES.

The advantage that the MiSTer project has is that the entire hardware architecture is already present in the FPGA chip, so it’s a known state. I’m guessing features like that will come one emulator at a time, and as the emulators get closer to 100% functionality of the original feature, as it’s a nice-to-have, but not essential feature.

A video of the AV and Power Connectors on the DE10-Nano and the IO Board Add-On

What are you most excited about in the MiSTer community that might happen over the next year? In 5 years?

SmokeMonster:

There are a lot of things that I’m excited about in MiSTer world. I love arcade games and have a big collection of arcade PCBs, but it’s an expensive hobby that requires huge storage spaces for even small collections and the prices have skyrocketed since I got into the hobby. MiSTer replicates arcade hardware wonderfully though, and it’s starting to feel like the early days of MAME as new cores are constantly rolled out. When you compare a lot of the arcade cores to MAME, you really start to feel FPGA emulations potential. Games like Burgertime and Ghosts ‘n Goblins run noticeably fast in MAME but match real hardware perfectly in MiSTer.

Some of the most exciting things that we’ll see in the very near future are disc based game systems, and I’m very, very excited at the prospect of the current Sharp X68000 core becoming fully functional one day. Work is already under way for Atari Jaguar, PC Engine CD, Playstation, Game Boy Advance, Capcom CPS1 & CPS2 Arcade, Neo Geo MVS/AES & CD, and others that I’m not at liberty to discuss. FPGA cores are going to be key to the future of classic gaming, and within 5 years you’ll almost certainly have N64, Dreamcast, Playstation 2, and who knows what else.

Colin/ MiSTerAddons.com

The beauty of FPGA code is that there are only two main “programming languages”, Verilog, and VHDL. Once a system is accurately defined in one of these languages, it’s just a matter of porting it to new FPGA cores. It’s been stated that the DE10-Nano should have enough power to emulate the PS1. I’m hoping for Neo-Geo, CPS-1, CPS-2, NES, SNES, N64, Jaguar, Genesis, Saturn (has a very complicated architecture but we can hope), TG16, and PS1. ElectronAsh is dabbling on Jaguar, and PS1, but is very early.

I imagine FPGAs 10 years from now will be powerful enough (read: high enough capacity) for at least PS2/Xbox, but beyond that, the processors start to use so many transistors that they’re basically PCs and I question the ability of an FPGA to replicate them accurately. This is speculation on my part. I’ve only done FPGA coding in college and that was one class, many years ago.

The arcade cores will also require time to develop as there are major platforms (Neo-Geo MVS, CPS-1, CPS-2, etc), but most arcade games have their own, unique, architecture. This makes developing cores a game by game endeavor. Having said that, I’m sure we’ll be surprised to see how many games have been FPGA’d over the next few years.

When thinking about a true MAME-like console or cabinet, is there any possibilities you see that might make the setup feel more native and/or intuitive as an end-user?

Colin /MiSTerAddons.com

Being able to see a list of all games, and filter by system, from a unified GUI would be awesome. Right now, you have to pick a core, then bring up a menu, then pick the game. There are various ideas about creating a new frontend, though most of them take a back burner to developing the system cores. I’m confident that we’ll have a more visually intuitive user interface in the future, though I’m getting used to the simplicity of the menu in its current form.

From your perspective, which obstacles will be the most difficult to overcome for the MiSTer project as a whole?

SmokeMonster:

The main challenge facing MiSTer would be if development died down, which is why I’ve been trying to bring in as many potential FPGA coders to the project as possible. A year ago this may have posed a danger, but the project is growing healthier with the day as more and more people contribute. Originally, Sorgelig (Alexey Melkinov) had to do almost everything himself, but now there are dozens of contributors. Although he still does most of the heavy pulling, it’s already become more than a one-person job.

Sean/Bliss-Box:

The MiSTer’s add-on boards have no well-defined source, but rather are made in small batches by hobbyists, sometimes putting their own spin on the designs. I applaud the efforts but there is some uncertainty in purchasing what is needed to get started. As of now, things aren’t quite as easy as a [Raspberry] Pi which can be readily purchased and set up easily. While the diversity of the addon board ecosystem for MiSTer can have its advantages, this fragmentation can also be a stumbling blocks this keeps the prices of the addon boards higher and keeps the project somewhat niche. The FPGA technology itself is more expensive than a simple SoC, and the project currently requires some implicit technical skills to get started with. This is all about to change with the Paradice and Bliss-Box alliance, from manufactured add-ons to complete set up’s.

Bliss-Box had one mission. To bring attention to and preserver the retro gaming world. We wanted to make it easy to play the games you loved the way it was meant to be. Emulation takes a beating and is seen as the opposing force to retro hardware but it’s not. There is one thing I learned in my 40+ years of life. Things change and there is nothing you are going to do about it. Software will be emulated, hardware will be emulated, and their legacies will live on. Why not just make it the best we can?

What Questions Do You Still Have?

My goal with this article and set of interviews was to present an introduction to the the MiSTer FPGA project, its current status, and its potential.  There is obviously a lot of ground to cover, and I may have missed something.  Or perhaps, there was something that was unclear or confusing.

I would love to hear your response to this article in the comments section below.  Feel free to share your praises, questions, or concerns below.   All feedback will help us improve this guide over time.  I hope to keep this updated and/or do yearly updates, when useful.

Help Spread the Word!

If you enjoyed this article, please feel free to share it on social media, with your gaming buddies, etc.  I wanted something that was easy to pass around and spread the word of this amazing project.

Resources for Staying Informed or Getting Involved


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