カテゴリ:
ハード
NEOGEO
前回に引き続きネオジオCDのBIOS関係の話です。

皆さんはNeo CD SD Loader(NeoGeo CD SD Loader)をご存じでしょうか？Furrtek氏が開発したネオジオCD用のディスクローダーで、CDドライブの代わりにSDカードからネオジオCDのイメージを読み込むことができます。SDには大量にCDイメージを入れておくことが出来ますし、読み込みもかなり早くなります（バスの制限か、PCなどのエミュレータほどではありませんが）。
既にFurrtek氏による開発および販売は終了していますが、ハード・ソフトを含めた全ての情報は上記Githubに公開(GPL-3.0)されているため、他のSHOPなどで販売されています。AliExpressなどでも売られていますが、公式ページからリンクされているSHOPの方が安心かもしれません。

実装の方法は上記公式ページで詳しく説明されていますが、日本語だとtsuruo3氏のブログで画像入りで説明されていて参考になりました。（公開時期的に情報は少し古いですが）
tsuruo3のblog

さて、Neo CD SD Loaderですが公式ページには、厳密にはODE（光学ドライブエミュレーター）ではない、と書かれています。実際には、ドライブへのAPIを担当するBIOSごと乗っ取ってSDカード読み込みなどの追加機能を実装しているようです。
ざっと動作を解説してみると、
  1. ネオジオCD実機のBIOSを読み取り、
  2. 追加機能をパッチとして当てた上で、
  3. Neo CD SD Loader上のCPLDに書き込み、
  4. CPLDとファーム用ESP32マイコンが協調してBIOSとドライブの代替動作をする
といった感じのようです。（私の理解なので、間違いがあったら教えてください・・・）

そう！ 1の手順でBIOSを吸い出しているんですよ！
ただ、パッチが当たる前のBIOSは保存されず、パッチ後で上書きされたものだけSDカードに保存されます。機能としては吸い出し機能を持っているのに、それを残すようなことはされていない訳ですね。

ということで、ソース公開されているNeo CD SD LoaderにBIOS吸い出しのメニューをつけてみました。
NEOCDSDLOADER_ver
NEOCDSDLOADER_rip_bios_menu
変更後のソースはFurrtek氏のgithubリポジトリの方に、プルリクエストを出してみているのですが、おそらく承認はされない気がします。
なぜかというと、リポジトリのReadmeに「新しいプロジェクトに取り組みたいので、全ての関連ファイルを公開した。サポートはしない（意訳）」とありますので、プルリク含めたメンテナンスはされない気がします。

ですので、プルリク中の改造済みファーム(v0.12としました)について下記にリンクを付けておきます。
変更後のファーム(v0.12)

上記のファームを公式ファームと同じ手順でアップデートして、Cボタンのオプションメニューから「Rip BIOS to ROMDUMP.BIN」を選択すれば、SDカード内の「ROMDUMP.BIN」としてBIOSが抽出されます。吸い出しできます。
アップデート手順については、公式ページのSupport→Firmware→Firmware download→How to update the firmwareを参照してください。

前回、ネオジオCDのBIOSを音声に変調して吸い出すツールを出しましたが、ハードの組み込みを除けば今回の手順の方が楽です。ハードの組み込みをどこかに頼めるならば、素人がもっとも簡単にネオジオCDのBIOS吸い出しを出来る方法だと思います。

Neo CD SD Loaderの開発環境（不完全）

おまけとして開発環境の情報をメモとして残しておきます。
開発環境ですが、githubの方に書かれている通り下記の環境です。
MCU firmware built with STM32CubeIDE, BIOS patches built with the macro assembler AS, CPLD bitstream built with Quartus 12.

https://github.com/furrtek/NeoCDSDLoaderのReadme.mdより引用
ESP32のファームはSTM32CubeIDE、BIOSへのパッチはthe macro assembler AS、CPLDはQuartus 12とのことです。
ビルド方法などは、プロジェクトファイルやbatファイルなどを追っていけばある程度分かるのですが、開発環境のバージョン調査が大変だったので、今後開発したい人に向けて下記にメモを残します。

1.STM32CubeIDE

STM32用統合開発環境です。下記で公開されています。ちなみに、DLにはユーザー登録が必要です。（所属企業まで聞かれるのでかなり面倒）

DLするバージョンは、1.6.1でNeo CD SD Loaderの公式最新版v0.11と同じバイナリがビルドできました。なお、Neo CD SD Loaderのソースに含まれるビルドの生成物に書かれているバージョンを参考に、IDEとコンパイルを担当するgnu-tools-for-stm32プラグインのバージョンを比較すると下記のようになります。

Neo CD SD Loader公式　：stm32cubeide_1.0.0 , gnu-tools-for-stm32.9-2020-q2-update.win32_1.5.0.202011040924
STM32CubeIDEv1.6.1環境：stm32cubeide_1.6.1 , gnu-tools-for-stm32.9-2020-q2-update.win32_1.5.0.202011040924

gnu-tools-for-stm32プラグインのバージョンは一致しますがIDEのバージョンは当然異なるので、上手く動かない場合はIDEの方のバージョンも合わせた方が良いでしょう。

※STM32CubeIDEのv1.0.0をDLするとgnu-tools-for-stm32のバージョンが異なるので、プラグインだけ変更する必要がありそうです

2.the macro assembler AS

多数のマイクロプロセッサに対応したアセンブラで、下記にて公開されているツールです。
http://john.ccac.rwth-aachen.de:8000/as/

DLページには最新版へのリンクしかありませんが、DLリンクの1つ上の階層のアドレスを打ち込むと過去のバージョンをDLすることが出来ます。
バージョンは、最新版ではNGで、aswcurr-142-bld137以前のバージョンでしかビルドが成功しません。
aswcurr-142-bld137で、Neo CD SD Loaderの公式最新版v0.11と同じバイナリがビルドできました。

3.Quartus 12（不完全）

おそらく"Quartus II v12.x"のことを指しているものと思います。
こちらのバージョンは（公開当時の企業Alteraを買収した）Intel公式での公開が終了していたため、ちゃんと調べていません。

しょうがないので、Neo CD SD Loaderの公式最新版v0.11で公開されているファーム内のバイナリを使ってビルドしました。

4.WADについて（備考）

ファームは上記1～3までの環境で作成したバイナリをWAD形式の1ファイルにパッキングして使用します。WADはDOOMで使用されている形式だそうです。詳細はDocs/doc.odtに書かれています。

なお、Tools内のmakeupdate.exe/.batを実行することでWADファイルは自動的に作成されます。
というか、makeupdate内でパッキングする際にバイナリの不要部分をなくしたり、bit配列を変更したりしているので、このツールの使用が必須です。
（3.のバイナリ流用も変換をオフにするなり、あらかじめ逆変換をしておくなり工夫する必要があります）