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MSX-USB

Mi fork y guía de construcción

Mi fork proporciona una versión reducida de la pcb con zócalos PLC, una cabecera de expansión, así como una guía de construcción detallada. Todas las demás cosas son iguales a la versión original de S0urceror y desde aquí le mando muchas gracias por compartir sus conocimientos.

Ya que he construido el cartucho desde cero, os contaré algunos de los problemas que encontré y que felizmente he resuelto. Si ya tienes el hardware funcionando puede saltar directamente al paso 4.

Paso 1: Programar CPLD

Se nececista el componente obsoleto EPM7064SLC44, la parte importante aquí es SLC, EPM7064SLC44-10 también es válido. Se pueden obtener de ali y otros lugares, pero como se reciclan/recuperan de los contenedores de basura, es normal que sólo funcionen el 50%, así que pide el doble. Aquí dejo un enlace posible https://aliexpress.com/item/1005001512009032.html pero hay una gran cantidad de vendedores. A continuación, se necesita un programador USB Blaster como este https://aliexpress.com/item/1005002674193901.html y se debe descargar la versión 13.0sp1 del software Quartus, ya que las versiones más recientes no son compatibles con EPM7064. Vamos a https://fpgasoftware.intel.com/?edition=lite descargamos e instalamos.

Si estás en Linux como yo, es necesario añadir estas reglas al archivo /etc/udev/rules.d/37-usbblaster.rules

SUBSYSTEM=="usb", ATTRS{idVendor}=="09fb", ATTRS{idProduct}=="6001", GROUP="plugdev", MODE="0666", SYMLINK+="usbblaster"

y después hay que reiniciar el servicio

sudo service udev restart

Conecta el programador a la placa msxusb y también alimenta la placa externamente con 5V, puedes hacerlo usando el cabezal de expansión o el cabezal CH376. Encuentra los pines VCC y GND y listo. Si no haces esto se producirá un error de lectura de JTAG.

A continuación, verificamos la conexión y si todo está correcto, aparecerá este mensaje.

$ ./quartus_pgm --auto
Info (213045): Using programming cable "USB-Blaster [3-1]"
1) USB-Blaster [3-1]
  070640DD   EPM7064S

Info: Quartus II 32-bit Programmer was successful. 0 errors, 0 warnings
    Info: Peak virtual memory: 127 megabytes
    Info: Processing ended: Sat Dec 18 10:16:56 2021
    Info: Elapsed time: 00:00:00
    Info: Total CPU time (on all processors): 00:00:00

Y ha llegado el apasionante momento donde lo vamos a programar (se puede hacer con la línea de comando quartus_pgm o con la herramienta GUI quartus) con el siguiente archivo https://github.com/S0urceror/MSX-USB/blob/master/hardware/quartus/output_files/MSXUSB.pof

./quartus_pgm -m jtag -o "p;./MSXUSB.pof"

En caso de que los dispositivos sigan mostrando un error de comunicación JTAG, mantén la calma y continúa con el siguiente paso.

Paso 1b. Recuperación de unidades JTAG sordas

Puede ocurrir que algunas de las CPLDs vengan con programas que usaban pines JTAG para E/S y por lo tanto no se pueden usar para JTAG. Tiré algunos de ellos a la asura hasta que descubrí un proceso de recuperación (https://www.eevblog.com/forum/fpga/atmel-atf150x-cpld-and-wincupl/msg3162224/#msg3162224).

  • Aplicar 12V al pin CPLD OE1 (44) con una resistencia de 2k2 durante aproximadamente un minuto. En mi pcb puede acceder al pin OE1 en el pin 15 del encabezado (RST).
  • Desconectar 12V, conectar 5V e intentar programarlo.
  • ¡Posiblemente algunos CPLD funcionarán ahora!

Paso 2. Memoria flash

El chip de memoria recomendado es SST39SF040 (512kb) pero también puede funcionar con SST39SF020 (256kb). A conituanicón, se necesita un programador TL866 II https://aliexpress.com/item/33000308958.html y el archivo que escribiremos se encuentra en https://github.com/S0urceror/MSX-USB/blob/master/drivers/NextorUsbHost/dist/nextor.rom

Si prefieres usar una herramienta de línea de comandos, sugiero minipro https://gitlab.com/DavidGriffith/minipro

$ ./minipro --device SST39SF040@PLCC32 --write nextor.rom -s
Found TL866II+ 04.2.126 (0x27e)
Warning: Firmware is newer than expected.
  Expected  04.2.124 (0x27c)
  Found     04.2.126 (0x27e)
Chip ID OK: 0xBFB7
Warning: Incorrect file size: 131072 (needed 524288)
Erasing... 0.40Sec OK
Writing Code...  26.38Sec  OK
Reading Code...  4.00Sec  OK
Verification OK

Paso 3. Selecciona una unidad USB válida

No todas las unidades USB funcionarán :(, he detectado que las que tienen los siguientes valores de EnpointAddress generalmente funcionan. Probablemente funcionará si tiene los valores que se muestran a continuación. Si encuentras otros valores que funcionan me alegraré de que me lo comuniques.

lsusb -v | grep bEndpointAddress
...
bEndpointAddress 0x01 EP 1 OUT
bEndpointAddress 0x82 EP 2 IN

Paso 4. Prepara un disco

Una vez que hemos llegado aquí, ya se cumplen todos los requisitos de hardware, sí, ¡puedes ir a tomar una birra ahora! Lo que queda es solo cuestión de crear una imagen de disco con los archivos del sistema proporcionados en https://github.com/S0urceror/MSX-USB/tree/master/software/dist

Para hacer la vida más fácil, he dejado versiones de dsktool para linux y windows en https://github.com/issalig/MSX-USB/tree/master/software/utils

#create disk
dsktool c MYDISK.DSK
#add system files
dsktool a MYDISK.DSK COMMAND.COM MSXDOS.SYS
#add other files
dsktool a MYDISK.DSK MYGAME.COM

Y ahora vamos a flashearlo. Advertencia: comprueba si tu dispositivo es /dev/sda o vendrán los lloros. Si eres un usuario de Windows, tal vez Rufus pueda escribir la imagen, si funciona, cuéntanoslo.

sudo dd if=MYDISK.DSK of=/dev/sda

He creado una imagen de 16mb con FAT16 que está disponible en https://github.com/issalig/MSX-USB/blob/master/software/utils/msx2.zip. En Linux puedes hacerlo con los siguientes comandos.

#create a 16 Mb disk and format it to FAT16
sudo  dd if=/dev/zero of=msx2.dsk bs=1024 count=16k
sudo mkfs.fat -F 16 msx2.dsk

#mount it
mkdir 16mb 
sudo mount -o loop msx2.dsk 16mb/

#copy all the stuff
sudo cp COMMAND2.COM NEXTOR.SYS 16mb

#unmount it and flash it
sudo umount 16mb
sudo dd if=msx2.dsk of=/dev/sda bs=16M

Desconecta el pendrive del pc, conéctalo al msxusb, enciende el MSX y listo. ¡Disfruta!