Zo bouw je de ultieme retromachine
De Raspberry Pi 4 wordt geroemd als de beste optie om oude retrogames op te emuleren. Maar wie op een nog authentiekere manier wil retrogamen, kiest voor een Terasic DE10-Nano FPGA met MiSTer. Het installeren en configureren van MiSTer op deze ontwikkelaarskit is qua moeilijkheid vergelijkbaar met het configureren van een Raspberry Pi of een Arduino. Je hebt geen programmeerkennis nodig.
1 Benodigdheden
Naast het Terasic DE10-Nano-ontwikkelbordje zijn er wat extra uitbreidingen om nog meer uit het MiSTer-project te halen. De belangrijkste onderdelen zijn de MiSTer SDRAM-geheugenmodule om de juiste geheugensnelheden mee te kunnen reproduceren en een koelelement voor de FPGA-chip. Het MiSTer FPGA IO Board v6.1 XL is geen overbodige luxe, maar ook niet direct noodzakelijk. Het geeft veel extra functionaliteit, zoals een vga-connector, resetknoppen, een fan om de FPGA te koelen en 3,5mm-audiopoort. Optionele is de USB Hub v2.1. Een webshop met een compleet aanbod is www.misterfpga.co.uk.
2 Geheugenmodule en koelelement
De vorm en maat van de geheugenmodules kunnen verschillen, wij kozen voor de verticale module van www.misterfpga.co.uk. Deze rechtopstaande module blokkeert de fan tussen het IO Board en het koelelement niet, in tegenstelling tot het liggende model. De SDRAM-geheugenmodule wordt in de GPIO0-header van het DE10-Nano-bordje geplaatst. Druk de module met twee duimen naar beneden en let erop dat de tekst this side face outwards naar buiten gericht staat. Bevestig vervolgens het koelelement op de grote Altera Cyclone V-chip (de FPGA), in het midden van het bordje.
3 Usb-hub
De USB Hub v2.1 is ontworpen om usb-apparaten aan te sluiten op je MiSTer-systeem. Het bordje biedt zeven extra usb-poorten. Koop je deze usb-hub via de eerdergenoemde webshop, dan krijg je een micro-usb-connector die tussen de twee printplaten past en een splitter voor je stroomadapter, zodat beide apparaten energie krijgen van dezelfde adapter. Druk de micro-usb-connector op de usb-hub. Vervang de voetjes onder de DE10-Nano voor de meegeleverde afstandhouders. Sluit de micro-usb-connector die nu op de usb-hub is aangesloten, aan op de usb-otg-connector van de DE10-Nano, zodat ze netjes boven elkaar staan. Schroef de voetjes van de DE10-Nano onder de usb-hub, zodat beide printplaten aan elkaar vast zitten.
4 MiSTer IO Board
Het MiSTer IO Board v6.1 is voor liefhebbers een onmisbare uitbreiding. Via de standaard vga-connector kun je een analoge videoverbinding gebruiken. Een must voor het authentieke gevoel van vroeger. Zet het IO Board voorzichtig met de pinnetjes recht boven de connector van de DE10-Nano. Controleer goed of de pinnetjes recht zitten en druk dan voorzichtig het IO Board naar beneden. Zit het IO Board op zijn plek, schroef hem dan vast op de DE10-Nano.
5 Micro-sd-kaart voorbereiden
Bij de Terasic DE10-Nano Development Kit krijg je een micro-sd-kaartje van 8 GB. Deze kun je gebruiken om MiSTer op te installeren (of gebruik een grotere micro-sd-kaart). De gebruiksvriendelijkste manier om MiSTer te installeren, is via het Mr Fusion-script. Download de laatste versie van Mr Fusion van GitHub en pak het archief uit. Download en installeer Win32 Disk Imager. Steek de micro-sd-kaart in een kaartlezer gekoppeld aan je pc, start Win32 Disk Imager en open het Mr Fusion-imagebestand. Selecteer het juiste doelapparaat (de micro-sd-kaart) en klik op Schrijven.
6 MiSTer-systeem aansluiten
Steek de micro-sd-kaart in het sd-kaart-slot op de Terasic DE10-Nano (dus niet het slot op het IO Board). Sluit een toetsenbord en een netwerkkabel aan, en zorg dat de hardware via de hdmi-poort is aangesloten op een monitor of televisie. Sluit als laatst de stroom aan en wacht geduldig tot het installatieproces klaar is. Dit kan enige tijd duren. Als de installatie klaar is, zal MiSTer automatisch opnieuw opstarten.
7 Wifi instellen
Naast de bekabelde netwerkaansluiting kun je ook wifi gebruiken. Daarvoor heb je wel een usb-hub en een wifi-usb-adapter nodig. Hier kun je zien welke wifi-adapters compatibel zijn. Sluit de wifi-adapter aan op de usb-hub en start MiSTer op. Druk op F12 als het systeem is gestart en ga naar Scripts. Kies Yes en open onder in het script wifi. Kies vervolgens je wifi-netwerk en vul het wifi-wachtwoord in.
8 Alle cores installeren
MiSTer is slechts de basis en volledig afhankelijk van de cores (de systemen). Je kunt de cores los downloaden en vervolgens naar de micro-sd-kaart kopiëren, maar het is een stuk gemakkelijker ze automatisch via een script te installeren. Dit script wordt met Mr Fusion geleverd. Druk op de F12-toets en navigeer met de pijtjestoetsen op het toetsenbord naar Scripts. Druk op Enter, selecteer Yes en druk nogmaals op Enter om te bevestigen. Ga nu met de pijltjestoetsen naar update en druk op Enter om de installatie van de cores te starten. Je moet hiervoor wel verbonden zijn met internet.
9 Ftp instellen
Je kunt MiSTer natuurlijk telkens uitschakelen en de micro-sd-kaart op de pc aansluiten om wat gegevens uit te wisselen, maar het kan eenvoudiger via een ftp-verbinding. Standaard staat op MiSTer een ftp-server geïnstalleerd. Druk op F12 en druk een keer op PijltjeLinks om het ip-adres te zien. Download op je pc het programma FileZilla en start het programma na de installatie. Vul het ip-adres in, en gebruik de gebruikersnaam root en het wachtwoord 1 om verbinding te maken.
11 Image maken
Voor de AO486-core is een image van een virtuele harde schijf nodig. Deze kun je zelf op je eigen computer maken. Druk op Windows-toets+R en geef de opdracht diskmgmt.msc. Klik op Actie / Virtuele harde schijf maken. Geef een tijdelijke locatie en de naam voor het imagebestand. Omdat het micro-sd-kaartje het bestandssysteem fat32 gebruikt, mag deze een maximale grootte van 4 GB krijgen. Kies voor een vaste grootte en de indeling VHD / OK. Als de schijf klaar is, wordt hij toegevoegd aan het overzicht. Klik erop met de rechtermuisknop en kies Schijf initialiseren. Selecteer MBR / OK. Klik er nogmaals met rechts op en kies Virtuele harde schijf ontkoppelen.
12 Dos kopiëren
Start FileZilla op je computer en maak een ftp-verbinding met MiSTer (zoals in stap 9 beschreven). Ga naar media/fat/games/AO486 en kopieer de bestanden boot0.rom en boot1.rom uit stap 10 naar deze locatie. Kopieer vervolgens ook de drie virtuele imagebestanden van de dos-installatiediskettes en het vhd-bestand met de virtuele harde schijf uit stap 11.
13 Dos installeren
Ga weer verder met het MiSTer-systeem. Druk op F12, open Computer en ao486. Open het menu met de toetsencombinatie Windows-toets+F12. Kies Floppy A: *.IMG. en open DISK01. Ga vervolgens naar IDE 0-0 *.VHD en open het bestand van de virtuele harde schijf uit stap 11. Kies als laatst Reset and apply HDD. Als het goed is, start de installatie van ms-dos en doorloop de installatie. Wissel diskettes door het menu te openen en via Floppy A: *.IMG. de volgende diskette te selecteren. Vervolgens kies je niet voor Reset and apply HDD, maar sluit je het venster door op de Esc-toets te drukken.
14 Dos-gegevens overdragen
Schakel het MiSTer-systeem uit en sluit de micro-sd-kaart op de pc aan. Druk op Windows-toets+R en geef de opdracht diskmgmt.msc om Schijfbeheer te openen. Klik op Actie / Virtuele harde schijf koppelen, selecteer het vhd-bestand dat op de micro-sd-kaart in de map games / AO486 staat en klik op OK. De virtuele harde schijf is nu als station toegevoegd onder Computer. Op dit station kun je spellen, applicaties en drivers zetten. Download het bestand atapicd.sys en kopieer het naar de map DOS op het virtuele station. Open Schijfbeheer, klik met de rechtermuisknop op de schijf en kies Virtuele harde schijf ontkoppelen.
15 Optisch station
Stop de micro-sd-kaart in het MiSTer-systeem, zet hem aan en start de ao486-core. Koppel de virtuele harde schijf en start op met ms-dos. Typ de opdracht edit config.sys en voeg hier twee regels toe: DEVICEHIGH=C:\DOS\atapicd.sys /D:mscd001 en LASTDRIVE=Z. Druk op de Alt-toets, kies Opslaan / Afsluiten. Geef de opdracht edit autoexec.bat en voeg de regel LH MSCDEX.EXE /D:mscd001 /l:D toe. Sla de wijziging op en sluit af. Druk op Windows-toets+F12 en kies Reset en apply HDD. Het systeem zou met cd-rom-ondersteuning moeten opstarten. Via Windows-toets+F12 en EDE 1-1 *.VHD, ISO, CUE kunnen schijfimages worden geladen die je via ftp in de map media/fat/games/AO486 zet.
16 Beeld aanpassen
Het gebruik van een modern beeldscherm haalt wel een beetje de magie van de oude systemen weg. Gelukkig zijn er filters die de bekende scan-line-patronen in het beeld nabootsen. Druk op Windows-toets+F12 tijdens het gebruik van de ao486-core en druk als het menu openstaat op PijltjeRechts. Selecteer Scale filter – Internal en druk op Enter, zodat er Scale filter – Custom komt te staan. Selecteer < none > en druk op Enter. Er zijn verschillende opties om uit te kiezen. Kies bijvoorbeeld Scanlines (Bright) / Brightness 120% en open SL_Br_120_050_Sharp.
17 Echt analoog signaal gebruiken
Via het IO Board kun je een vga-connector aansluiten. Dit mag zowel een vga-naar-scart-aansluiting zijn of direct een aansluiting op een oude crt-monitor. Om de poort te activeren, pas je het configuratiebestand aan. De eenvoudigste manier om zo’n configuratiebestand aan te maken, is deze website. Selecteer de juiste resolutie onder Video Resolution en MiSTer PC, en schakel Force Scaled Video Over Analog in. Wijzig eventueel nog andere instellingen en klik op MiSTer.ini om het bestand te downloaden. Via de ftp upload je het bestand naar de map /media/fat.
18 Geluid configureren
Het standaardgeluid dat normaal via de pc-speaker hoorbaar is, werkt via hdmi en de analoge poort zonder dat een configuratie nodig is. Wie graag een Sound Blaster wil toevoegen, voegt een regel toe aan autoexec.bat. Start de ao486-core en je gewenste dos-installatie en geef de opdracht edit autoexec.bat. Voeg deze regel toe: SET BLASTER=A220 I5 D1 T3 P330. Druk op de Alt-toets en sla de wijziging op. Herstart dos en spellen kunnen nu met standaard SB16-configuratie worden gestart.
19 Meer cores
Naast de ao468-core zijn er nog vele andere cores. We kunnen ze niet allemaal bespreken, maar via de wiki wordt alles goed gedocumenteerd en uitgelegd. Elke core heeft een eigen handleiding die vrij gemakkelijk te volgen is. Ook vind je op het forum www.misterfpga.org veel informatie en hulp bij het configureren van MiSTer. Naast de cores die op dit moment beschikbaar zijn, is er nog een aantal mooie cores in ontwikkeling, waaronder een Atari Jaguar-core en zelfs een PlayStation-core.
20 Controller kiezen
Bij pc-software heb je vaak geen controller nodig, maar speel je graag een spelletje op een ander systeem, dan is de controller een belangrijk onderdeel. Sluit eerst een bluetoothmodule aan op de usb-hub. Via www.tiny.cc/mrbluet vind je welke bluetooth-usb-adapters compatibel zijn. Via het hoofdmenu (F12) vind je onder Scripts de optie Bluetooth pair vinden. Hier kun je toetsenborden, muizen en controllers aan MiSTer koppelen. PlayStation 4- en Xbox One-controllers behoren ook tot de mogelijkheden.
21 Zonder vertraging
Iets wat je speelplezier flink kan bederven, is vertraging (ook wel lag of latency genoemd). Zeker als het tussen de controller en het systeem zit. Via een zogenoemde SNAC Adapter (Serial Native Accessory Converter) kun je controllers via de gebruikerspoort op het IO Board aansluiten (de poort die er als een usb-connector uitziet). Op de SNAC Adapter sluit je weer een andere adapter aan waarop je een originele controller kunt aansluiten. Het lijkt ingewikkeld, maar het valt mee en je krijgt er een verbinding zonder inputlatentie voor terug. Op www.misterfpga.co.uk vind je de SNAC Adapter en verschillende poorten voor de originele controllers van SNES, SEGA, Atari en pc.
22 Behuizing
Het mooie aan een opensource-project is dat vrijwel alles vrij verkrijgbaar is. Zo kun je via www.thingiverse.com/thing:4059606 een ontwerp vinden van een behuizing voor het MiSTer-systeem die je zelf kunt uitprinten. In dit geval gaat het om een behuizing inclusief de usb-hub, maar ze zijn er ook zonder usb-hub. Heb je geen 3D-printer? Er zijn verschillende webshops die behuizingen in verschillende vormen, maten en kleuren aanbieden.