USB2SLOT : la cartouche MSX qui ne sait pas qu'elle est émulée

Brancher une vraie cartouche MSX sur un PC et la faire tourner dans un émulateur comme si elle était insérée dans la machine d'origine : c'est la promesse d'USB2SLOT. Ce projet open source, publié par TommyGermanyRetro dans le cadre de sa collection MSXRetroThings, relie un boîtier à deux ports cartouche à l'émulateur openMSX par un simple câble USB.

Le Z80 est émulé, la cartouche est bien réelle

Loin d'un simple lecteur qui copierait le contenu de la cartouche, USB2SLOT dialogue avec elle en temps réel. Le cœur du boîtier est un microcontrôleur Teensy 4.1 cadencé à 600 MHz, entouré de deux connecteurs cartouche MSX à 50 broches et de circuits chargés d'adapter les niveaux de tension entre le Teensy, qui fonctionne en 3,3 volts, et les cartouches, qui attendent du 5 volts. Le Teensy génère lui-même l'horloge du MSX et produit de véritables cycles de bus du processeur Z80 sur les cartouches.

Côté PC, openMSX reçoit un nouveau périphérique baptisé USBSlot. Chaque fois que le Z80 émulé lit ou écrit en mémoire, ou accède à un port d'entrée-sortie du slot concerné, la requête part par USB vers le boîtier, qui l'exécute sur la cartouche et renvoie la réponse. Comme le résume le blog espagnol MSXBlog, la cartouche « continue de croire à tout moment qu'elle est branchée sur un véritable ordinateur MSX ». Un système de cache reconnaît les extensions de slots, les différents schémas de pagination et les extensions mémoire, pour limiter les échanges.

Les essais ont été menés sur deux machines émulées, un Spectravideo SVI-728 (MSX1) et un Philips VG-8235 (MSX2), avec des cartouches ROM, une cartouche dotée de son propre extenseur de slots et une cartouche SD Mapper/Megaram 512K. Cette dernière démarre le système Nextor depuis sa carte SD, en mode Memory Mapper comme en mode MegaRAM. Les cartes d'extension RC2014 raccordées via les cartouches maison de l'auteur fonctionnent elles aussi, interruptions comprises. Le PC va même parfois plus vite que la machine d'origine : grâce à la dernière version du protocole, qui transmet les secteurs de la carte SD par blocs, openMSX atteint l'invite de Nextor sur le VG-8235 en six secondes environ, contre 18 secondes en vitesse réelle. Cartouches physiques et cartouches émulées peuvent par ailleurs cohabiter dans une même machine virtuelle.

Un projet entièrement documenté

L'auteur, dont le premier ordinateur fut un Spectravideo SV-318 MKII et qui raconte s'être passionné bien plus pour le port d'extension de la machine que pour ses jeux, a tout publié sur GitHub : schémas et circuit imprimé au format Eagle, fichiers Gerber prêts à envoyer à un fabricant de PCB, liste des composants, boîtier imprimable en 3D au format FreeCAD, firmware du Teensy prêt à flasher, outil de test et code source du périphérique openMSX. Une version d'openMSX 21.0 pour Windows intégrant déjà USBSlot est fournie, et un script détecte automatiquement les cartouches insérées avant de lancer l'émulateur. La philosophie du projet tient en une phrase : « utiliser le matériel original chaque fois que c'est possible ».

Quelques précautions

USB2SLOT n'est pas un produit commercial, mais un projet à fabriquer soi-même. Il fonctionne pour l'instant sous Windows 10 et 11 64 bits, avec Python 3. Le boîtier réclame une alimentation externe de 5 volts d'au moins 2 ampères, un module complémentaire fournissant le +12 et le -12 volts aux cartouches. Comme sur un vrai MSX, les cartouches ne se changent que boîtier éteint. L'auteur signale enfin que, selon le câblage du Teensy, l'alimentation des slots peut renvoyer du courant dans le port USB d'un PC éteint si le câble reste branché.

Le principe rappelle d'autres passerelles entre supports d'origine et émulateurs, comme OmniDrive, qui lit les disques GameCube, Wii et Xbox sans console. Il offre surtout aux collectionneurs MSX un moyen de tester leurs cartouches et leurs extensions sans sortir la machine du placard, alors que la plateforme continue d'accueillir des projets ambitieux, de Another World à L'Aigle d'Or sur MSX2. D'autres actualités de la machine se retrouvent dans la page MSX.