Pico2MSX (PicoMSX para plataformas Raspberry Pi Pico 2 (RP2350))

Adaptación del MCUME-MSX para Olimex RP2350pc y Adafruit Fruit Jam

Descripción en:

• MSX: [https://minibots.wordpress.com/2025/10/26/emulador-de-msx-con-adafruit-fruit-jam/]
• MSX2: [https://minibots.wordpress.com/2025/11/01/emulador-de-msx2-con-olimex-rp2350pc/]
• MSX2+: [https://minibots.wordpress.com/2025/11/05/emulador-de-msx2-con-olimex-rp2350pc-2/]

Más sobre retroinformática aquí: [https://minibots.wordpress.com/retroinformatica/]

Características

• MSX-1 emulado (fMSX core)
• Salida HDMI: 640×480@60Hz mediante HSTX
• Teclado USB: Host USB vía PIO USB (Adafruit Feather RP2350)
• Audio I2S: DAC externo PCM5102
• Almacenamiento: MicroSD con FAT32 para ROMs y discos
• PSRAM: Soporte para memoria externa SPI

Hardware recomendado

Placas soportadas

Este proyecto soporta dos placas oficialmente:

1. Adafruit Feather RP2350 (Fruit Jam)

• HDMI: CKP=GPIO13, D0P=GPIO15, D1P=GPIO17, D2P=GPIO19
• Audio PWM: GPIO 21
• USB host (PIO USB): D+=GPIO1, D-=GPIO2, VBUS=GPIO11
• PSRAM: GPIO 0, 8, 9, 10 (SPI0)
• MicroSD: Conexión SPI estándar

2. Olimex RP2350-PC

• HDMI: CKP=GPIO15, D0P=GPIO12, D1P=GPIO16, D2P=GPIO18
• Audio PWM: GPIO 26 (PWM_AUDIO-L)
• Audio I2S (opcional): BCLK=GPIO23, DATA=GPIO29, LRCLK=GPIO30, MCLK=GPIO31
• USB host (PIO USB): D+=GPIO1, D-=GPIO2, VBUS: sin control por GPIO (ver nota)
• PSRAM: GPIO 4, 5, 6, 7 (SPI0 alt.)
• MicroSD: Conexión SPI estándar

Requisitos de software

• Pico SDK (incluido en este proyecto)
• CMake >= 3.12
• Ninja o Make
• arm-none-eabi-gcc (compilador ARM)

Compilación

Opción 1: Scripts de compilación (recomendado)

Compilaciones rápidas por placa y modelo MSX.

Variantes Fruit Jam (Adafruit Feather RP2350):

• MSX1: ./build_msx_fruitjam.sh → genera build/picomsx_fruitjam_msx1.uf2
• MSX2: ./build_msx2_fruitjam.sh → genera build/picomsx_fruitjam_msx2.uf2
• MSX2+: usar el script general con flag: ./build_fruitjam.sh --msx2p → build/picomsx_fruitjam_msx2p.uf2

Variantes Olimex RP2350-PC:

• MSX1: ./build_msx_olimex.sh → genera build/picomsx_olimexpc_msx1.uf2
• MSX2: ./build_msx2_olimex.sh → genera build/picomsx_olimexpc_msx2.uf2
• MSX2+: usar el script general con flag: ./build_olimexpc.sh --msx2p → build/picomsx_olimexpc_msx2p.uf2

Opciones útiles:

• Forzar modelo vía define: DEFAULT_MSX_VERSION={0|1|2}
• Probar inversión D+/D- (Olimex): ./build_olimexpc.sh --swap-dpdm

Opción 2: Compilación manual

mkdir build && cd build

# Para Fruit Jam:
cmake -G Ninja -DBOARD_TYPE=FRUITJAM -DPICO_EXTRAS_PATH=../pico-extras ..

# Para Olimex:
cmake -G Ninja -DBOARD_TYPE=OLIMEXPC -DPICO_EXTRAS_PATH=../pico-extras ..

ninja

2. Configurar con CMake

cmake -G Ninja ..

3. Compilar

ninja

El archivo resultante estará en: build/picomsx.uf2

4. Flashear en el Pico 2

1. Mantén pulsado el botón BOOTSEL al conectar el Pico 2 por USB
2. Aparecerá como unidad de almacenamiento RPI-RP2
3. Copia el archivo picomsx.uf2 a la unidad
4. El Pico 2 se reiniciará automáticamente con el emulador

Configuración

Archivo platform_config.h

Ubicación: config/platform_config.h

Opciones importantes:

• #define HAS_USBHOST: Habilita teclado USB
• #define HAS_USBPIO: Usa PIO USB en lugar del puerto USB nativo

Clock del sistema

El emulador usa 132 MHz cuando PIO USB está activo:

• Permite USB (múltiplo de 48 MHz: 132 = 48 × 2.75)
• HDMI pixel clock de 26.4 MHz (divisor HSTX /5)
• Compatible con monitores y capturadoras HDMI

Sin PIO USB: 250 MHz para mejor rendimiento de vídeo.

Layout de teclado

Por defecto: UK (británico)

Para cambiarlo, crea un archivo kbd.cfg en la raíz de la SD con:

keyboard=uk

Layouts soportados:

• uk: Reino Unido (por defecto)
• be: Belga

Uso

ROMs MSX

Coloca las ROMs MSX en la raíz de la microSD:

• MSX.ROM (BIOS MSX-1)
• MSX2.ROM (opcional, BIOS MSX-2)
• Archivos .ROM de juegos/programas

Discos

Archivos .DSK en formato MSX

Auto-boot a BASIC

Si no hay archivos en la SD o navegador deshabilitado, el emulador arranca directamente a MSX BASIC.

Teclas especiales

Modificadores

• Shift izquierdo/derecho: Ambos funcionan
• Control izquierdo/derecho: Ambos funcionan
• Caps Lock: Toggle (persistente)

Función

• F1-F5: Teclas de función MSX
• Flechas: Navegación
• ESC: Escape
• TAB: Tabulador
• Backspace: Borrar (mapeado a DEL MSX)

Símbolos (UK layout)

Fila numérica con Shift:

• Shift+1 = !
• Shift+2 = "
• Shift+3 = £
• Shift+4 = $
• Shift+5 = %
• Shift+6 = ^
• Shift+7 = &
• Shift+8 = *
• Shift+9 = (
• Shift+0 = )

Barra de funciones BASIC

La barra inferior del MSX BASIC cambia dinámicamente:

• Sin Shift: "color auto goto list run"
• Con Shift: "color cload cont list run"

Limitaciones conocidas

• La tecla Fn de los teclados no se puede mapear (no envía código HID estándar)
• El layout de símbolos está optimizado para UK; otros layouts pueden necesitar ajustes
• Requiere tarjeta microSD para ROMs (no hay ROMs internas)

Resolución de problemas

No aparece señal HDMI

• Verifica que uses un monitor o TV compatible con 640×480@60Hz
• Algunas capturadoras HDMI antiguas pueden no funcionar (prueba con 144 MHz si es el caso)
• Comprueba las conexiones HSTX

El teclado USB no funciona

• Verifica las conexiones GPIO1 (D+) y GPIO2 (D-)
• Asegúrate de que HAS_USBPIO está definido en platform_config.h
• Prueba con otro teclado USB (algunos pueden ser incompatibles)
• En la placa Olimex RP2350-PC no hay un switch de 5V controlado por GPIO para VBUS. Debes alimentar el puerto USB del dispositivo con 5V mediante un hub USB alimentado o un puente de 5V a VBUS. En el arranque, el firmware mostrará: "USB host VBUS: no GPIO control defined. Ensure 5V is provided externally."

Si el teclado no es detectado en Olimex, prueba también a compilar con inversión de líneas D+/D-:

• ./build_olimexpc.sh --swap-dpdm → genera un UF2 con el mapeo DP/DM invertido para depuración.

Si el host no arranca, conecta un hub alimentado y observa por UART mensajes como:

• USB Host (PIO) setup: DP=GP1, DM=GP2
• Init USB (PIO HCD)... ok
• Keyboard found al enchufar el teclado

Audio sin sonido

• Verifica las conexiones I2S (GPIO24, GPIO26-27)
• Comprueba que el DAC PCM5102 está correctamente alimentado
• El audio requiere DAC externo (no hay salida de audio por HDMI)

Estructura de archivos

picomsx_pico2_standalone/
├── CMakeLists.txt          # Configuración de compilación
├── pico_sdk_import.cmake   # Importación del SDK
├── tusb_config.h           # Configuración TinyUSB
├── ffconf.h                # Configuración FatFS
├── README.md               # Este archivo
├── pico-sdk/               # Raspberry Pi Pico SDK
├── pico-extras/            # Librerías adicionales (audio I2S)
├── pico-pio-usb/           # USB host vía PIO
├── picomsx/                # Core del emulador MSX (fMSX)
│   ├── picomsx.cpp         # Inicialización y loop principal
│   ├── fmsx.c              # Núcleo fMSX
│   ├── Z80.c               # CPU Z80
│   ├── V9938.c             # VDP MSX
│   ├── AY8910.c            # Chip de sonido
│   ├── YM2413.c            # FM MSX-MUSIC
│   └── CAMBIOS.md          # Documentación de cambios
├── config/                 # Configuración de hardware
│   ├── platform_config.h   # Flags de compilación
│   └── iopins.h            # Mapeo de pines
├── display/                # Capa de visualización
│   ├── emuapi.cpp          # API del emulador
│   ├── hdmi_framebuffer.cpp # Framebuffer HDMI/HSTX
│   └── pico_dsp.cpp        # Procesado de audio
├── usb_kbd/                # Driver de teclado USB
│   └── hid_app.c           # Procesado HID
├── fatfs/                  # Sistema de archivos FAT
├── sd_driver/              # Driver SD card
├── psram/                  # Driver PSRAM SPI
└── flash/                  # Acceso a flash interna

Créditos

• fMSX: Marat Fayzullin (core del emulador MSX)
• MCUME: Jean-Marc Harvengt (port original a Pico)
• Pico-PIO-USB: sekigon-gonnoc (USB host vía PIO)
• Port RP2350: Adaptación para Pico 2 con HDMI y USB host

Licencia

Este proyecto combina múltiples componentes con diferentes licencias:

• fMSX: Licencia fMSX (ver picomsx/)
• Pico SDK: Licencia BSD
• TinyUSB: Licencia MIT
• Pico-PIO-USB: Licencia MIT

Consulta los archivos LICENSE en cada subdirectorio para más detalles.

Changelog

Ver picomsx/CAMBIOS.md para el listado detallado de todas las modificaciones realizadas.

Versión

v1.0 (26 de octubre de 2025)

• Primera versión estable con HDMI y USB host
• Clock: 132 MHz
• Compatible con monitores y capturadoras HDMI