MiSTer FPGA: assemble yours or buy a complete one with only AliExpress parts – Guide Nov/2021

At the beginning of 2020 I started assembling my MiSTer FPGA, device resulting from an open project (open source) that recreates several video games, computers, FPGA and classic arcade, allowing you to use your games, softwares, original controllers and accessories, with TVs and modern hardware.

How the implementation is done at the hardware level, recriando fielmente os chips dos consoles/computadores/arcades originais na FPGA, o MiSTer não tem os problemas tradicionais dos emuladores, como latência, dissincronia de áudio e vídeo e limitações impostas pelo sistema operacional do hospedeiro.

Foram quatro artigos aqui no Skooter Blog relatando as minhas compras e montagem de cada componente do MiSTer, os quais recomendo a leitura antes de continuar:

  1. Building a MiSTer - Part 1: Terasic DE10-Nano and IO Board w / Noctua NF-A4X10-FLX 5V - via Direct Shipping
  2. MiSTer USB Hub - MiSTer Add-ons via Direct Shipments - Building a MiSTer - Part 2
  3. 128MB SDRAM Module for MiSTer FPGA - AliExpress - Building a MiSTer - Part 3
  4. MiSTer's Official Case, Audio Tape Input Board e In-Line Power Switch – Mister Addons via Envios Diretos – Construindo um MiSTer – Parte 4

De lá para cá eu usei bastante o meu MiSTer, como pode ser visto nessa playlist que já conta com 173 vídeos no momento em que escrevo este artigo. A grande maioria é de gameplay:

Na época eu precisei comprar a maioria das partes do meu MiSTer nos EUA e redirecionar para o Brasil, pois a AliExpress tinha poucas partes. Hoje a situação mudou e já é possível comprar um MiSTer completo direto da AliExpress, sem se preocupar com redirecionadores de encomenda, com baixa probabilidade de pagar impostos e sabendo que em caso de extravio haverá reembolso ou um novo envio sem maiores dores de cabeça.

Muitos americanos e europeus desdenham os vendedores chineses porque eles teriam um controle de qualidade pior ou porque eles não doam parte dos lucros para os desenvolvedores originais, mas o fato é que os chineses prestam um serviço melhor para nós brasileiros, ao enviar com fretes mais baratos e declarar automaticamente um valor baixo para minimizar as chances de tributação.

Para um americano ou europeu realmente não compensa comprar na AliExpress, pois eles tem vendedores locais que cobram pouco mais caro, mas oferecem um suporte melhor em caso de problemas. But, esses vendedores só enviam para o Brasil com fretes caros (Priority no caso da MiSTer Addons) e declaram o valor completo da compra, o que significa que é quase certo que pagaremos altos impostos.

A alternativa acabava sendo usar redirecionadores de encomenda, as Fishisfast, mas nesse caso é bom lembrar que, in case of loss, o seguro, se contratado, paga apenas o valor que foi declarado, e isso vale para qualquer redirecionador. Give way, o risco do extravio acaba ficando para o comprador. É um risco baixo, mas existe.

Quanto ao controle de qualidade, o dos vendedores chineses possivelmente não é tão bom, mas vale lembrar que a AliExpress oferece proteção ao comprador, então se o produto chegar e não funcionar, uma troca ou reembolso pode ser arranjado sem maiores dificuldades. That said, meu módulo SDRAM veio da AliExpress e não tive problemas com ele.

Comprando o MiSTer completo

Para quem prefere comprar logo um MiSTer completo e não se preocupar com partes ou montagens, a Bitfunx oferece um modelo completinho, com 128MB de SDRAM, placa de I/O, hub USB, case and everything. Eu só recomendo comprar depois um microSD maior, pois 8GB é pouco para todos os sistemas que o MiSTer suporta.

It lembrar this, second ad, o kit é enviado desmontado por padrão e o comprador deve enviar uma mensagem se quiser que ele seja enviado montado.

Também é possível comprar um MiSTer completo com case de alumínio da MiSTerAddons nos EUA. Nesse caso recomendo redirecionar a encomenda com a Fishisfast para evitar os altos impostos.

Confira algumas opções de MiSTer completo:

Comprando as partes do MiSTer

Quem prefere comprar as partes do MiSTer, possivelmente aos poucos, e montar por conta própria também pode fazer isso. Não há nenhuma soldagem envolvida e é muito mais fácil que montar um PC. Vamos tratar de cada componente a seguir.

Terasic de10-Nano

Terasic de10-Nano.

Terasic de10-Nano.

This is the main board of MiSTer. In addition to the FPGA chip Altera Cyclone V, it also contains an ARM processor and DDR3 memory, which are used with an optimized Linux kernel to interface with files and other basic tasks.

There are already HDMI output, the microSD card slot, USB OTG, RJ45 connector for Ethernet network, etc. There are groups of pins for expansion, onde são conectadas as placas de I/O e a memória SDRAM.

The card comes with Type A to Mini-B and Type A to Micro-B USB cables, power supply, 8GB microSD card, and four silicone feet.

Note that because it is intended for academic use, this board is subsidized by major manufacturers like Analog Devices, ISSI (Integrated Silicon Solution Inc., Würth electronics, e Panasonic. Because of this it is sold for a much lower price than a commercial board with similar components. The price at which it is sold probably doesn't even pay for the components.

The DE10-Nano can be purchased directly at Terasic, or in large electronic components stores, as Mouser and Digikey. Buying directly from Terasic is possible to benefit from Intel FPGA University Program, that offers discount for students and university professors. Eu paguei US$ 110,00 na época com o desconto, e o preço cheio era US$ 130. Infelizmente os preços subiram e hoje ela sai por US$ 146 com o desconto e US$ 170 com o preço cheio.

A Terasic envia direto para o Brasil, mas apenas por courier What guarantees about 100% Tax. I recommend, therefore, enviar para os EUA e redirecionar para o Brasil através da Fishisfast.

Eventualmente as DE10-Nano aparecem à venda na AliExpress, então você também pode dar uma conferida lá antes de comprar. But, os preços nem sempre são bons, pois é um componente que os vendedores chineses estão apenas revendendo da Terasic.

The Altera Cyclone V comes without heatsink. It is highly recommended to add one to avoid problems with overheating. Um dissipador costuma ser fornecido com as placas de I/O, who also usually have a fan.

Placa SDRAM

128MB SDRAM module for MiSTer FPGA.

128MB SDRAM module for MiSTer FPGA.

The SDRAM memory card is optional, mas é usada pela grande maioria dos núcleos do MiSTer, being practically essential. It connects to the group of 20 input and output pins of the DE10-Nano, e as placas de IO costumam ser cuidadosamente projetadas para deixar um espaço para a placa SDRAM.

Note that the DE10-Nano already has DDR3 memory in its ARM part, but SDRAM memory is faster because it can communicate directly with the FPGA, being required by most cores, while others can optionally use it.

As primeiras placas SDRAM tinham 32 MB, mas depois foram lançadas as de 128 MB, que comportam os maiores jogos de Neo Geo e Game Boy Advance. Fique atento na hora da compra, pois os dois modelos são vendidos. Recomendo adquirir o de 128 MB pela tranquilidade de poder executar qualquer jogo de qualquer núcleo.

Os módulos de 128MB estão disponíveis com vários vendedores da AliExpress:

IO plate

MiSTer IO board.

MiSTer IO board.

The IO board is optional, e tipicamente oferece os seguintes itens:

  • VGA connector;
  • Audio jack 3,5 mm com TOSLink;
  • 3 Buttons;
  • 3 LEDs de status;
  • Secondary SD card slot (for some cores);
  • FAN (fan) to cool the FPGA;
  • Expansion connector (in the form of a USB connector 3.0, but it is not USB!);
  • Additional connectors to integrate MiSTer into cases.

The IO card connects to one of the groups of 20 input and output pins of the DE10-Nano. It is already designed to fit perfectly and stay on top of the DE10-Nano, in place of the acrylic cap that comes with it.

Existe também uma placa de IO digital que não tem as saídas analógicas, mas deixa livre o grupo de 20 pinos para possíveis expansões no projeto que exijam um segundo módulo de SDRAM. Não há nenhuma previsão de que algum fúturo núcleo vá precisar desse segundo módulo, então não vejo muita vantagem na placa de IO digital, ainda que eu nunca tenha usado as saídas analógicas da minha placa de IO tradicional.

A placa de IO tradicional está amplamente disponível com vendedores da AliExpress, inclusive em combos com SDRAM, Hub USB, etc. Eis algumas opções:

Hub USB

O Hub USB do MiSTer.

O Hub USB do MiSTer.

To connect keyboard, mouse, joysticks, gamepads, e outros dispositivos USB no MiSTer é preciso utilizar um Hub USB, pois a DE10-Nano tem apenas uma entrada OTG microUSB.

A wide variety of USB Hubs can be used. An OTG cable can be used to convert the microUSB OTG input to a USB Type A. Depending on the number and type of devices being connected, it is recommended to use an external powered USB Hub.

The MiSTer project includes a USB card that can be fitted under the DE10-Nano, giving a more professional look and avoiding having to leave a traditional USB Hub hanging on the block.

The USB ports can be connected to the keyboard, and Bluetooth adapters, WiFi, and original drivers, like those of Atari, Mega Drive and Super Nintendo that I showed here in Skooter Blog.

Note que há pequenas variações nas placas de Hub USB, em particular na forma como são alimentadas. Algumas tem um conector de energia igual o da DE10-nano, outras tem uma entrada USB tradicional. De qualquer forma elas costumam vir com um cabinho que duplica a saída da fonte da DE10-nano, de forma que ela alimente o hub também. A conexão USB é feita com uma pequena ponte entre a DE10-nano e o hub. A ponte também costuma estar inclusa.

Placas de Hub USB estão amplamente disponível com vendedores da AliExpress. Eis algumas opções:

RTC plate

Alguns núcleos como o ao486(PC), Archie(Acorn Arcjimedes), BBC Micro Master 128K, Minimig(Friend), MSX, TSConf (Zx Spectrum) use real time clock. In this way, o MiSTer oferece data e hora reais para estes núcleos. O MiSTer pode obter data e hora da Internet se uma conexão estiver presente. Esta plaquinha RTC é opcional e serve apenas para fazer o mesmo com o MiSTer offline, using a battery to keep track of the time when MiSTer is off.

A Placa RTC também está amplamente disponível com vendedores da AliExpress. Eis algumas opções:

ADC-on freckles (Audio/Tape input)

A placa ADC-in é opcional e permite o uso de uma fonte externa de áudio, as a cassette tape input. Antigamente era comum armazenar programas e dados de computadores em fitas cassete e alguns núcleos permitem a conexão com um tape deck para que os usuários possam ler suas fitas antigas.

Eu tenho uma placa ADC-in que comprei porque era relativamente barata e não queria deixar um furo no meu case no lugar onde estaria o conector, mas acabei nunca usando.

A placa ADC-In não está disponível na AliExpress. Pode ser comprada na MiSTer Addons. Recomendo redirecionar o pacote para o Brasil com a Fishisfast, do contrário o frete custará mais que 5 vezes o preço do produto.

Teclado e Mouse

Portable 2.4GHz Wireless Keyboard with Touchpad & Receptor, MC Saite Genuíno, 800DPI and 88 keys, 2 pilhas AAA (Genuine MC Saite 88-Key 800DPI Portable 2.4G Wireless Keyboard w/ Touchpad & Receiver (2*AAA))

Portable 2.4GHz Wireless Keyboard with Touchpad & Receptor, MC Saite Genuíno, 800DPI and 88 keys, 2 pilhas AAA (Genuine MC Saite 88-Key 800DPI Portable 2.4G Wireless Keyboard w/ Touchpad & Receiver (2*AAA))

Um teclado e um mouse podem ser usados para configurar o MiSTer e podem ser mapeado para fazer as funções de controladores e mouses dos dispositivos originais. Para quem vai usar o MiSTer apenas para consoles e arcades, o teclado pode até ser dispensado no dia a dia, since controllers can also be used for menu navigation, and the IO board buttons can be used for some basic functions.

Para quem vai usar os núcleos de computadores, um teclado é essencial. Anyway, recomendo ter um teclado sem fio conectado, ainda que for para deixa-lo na gaveta a maior parte do tempo. I use a teclado com touchpad que já tenho desde 2012.

A AliExpress tem muitass opções de teclado sem fio com touchpad, para todos os gostos. Eis algumas:

Bluetooth adapter

Mini Adaptador USB Bluetooth v4.0 CSR Dongle.

Mini Adaptador USB Bluetooth v4.0 CSR Dongle.

A Bluetooth adapter is required to use Bluetooth controllers and keyboards. Adapters based on CSR8510 and BCM20702 chips are supported. Most of them use one of these two chipsets.

Eu uso um Dualshock 4 como principal controlador do MiSTer, então um adaptador Bluetooth para mim é essencial. Comprei o meu na AliExpress. Confira algumas opções:

WiFi adapter

Those who cannot use the wired network on MiSTer can use a WiFi adapter from list of WiFi adapters that are supported.

Eu uso Ethernet no meu MiSTer, então acabei não comprando um adaptador WiFi. Nos foruns oficiais do MiSTer há um relato de que este dongle com chipset MT7601 funciona:

Lembre-se de selecionar o modelo correto. No caso o usuário relata que comprou a versão com antena.

Power switch

Line filter with resettable circuit breakers Individual Force Line.

Line filter with resettable circuit breakers Individual Force Line.

The DE10-Nano does not have a switch, so that the MiSTer is always on when the power is on. So, a useful addition is some type of switch that can be installed between the power supply and the MiSTer, or before the power supply.

Eu até comprei um na MiSTer Addons, mas acabei nunca usando, pois em vez disso uso a fonte conectada em um filtro de linha com interruptores individuais.

Ligar interruptores depois da fonte é complicado pois muitos deles causam uma ligeira queda na tensão que causam o mal funcionamento do MiSTer. Because of this, não indicarei nenhum da AliExpress sem conhece-los.

Cartão microSD

Sandisk Ultra microSD card 512GB.

Sandisk Ultra microSD card 512GB.

A DE10-Nano vem com um cartão microSD de apenas 8GB, e bem lento. Serve para testar o MiSTer, mas para colocar os jogos de tantos sistemas, inclusive de alguns que usam CDs originalmente, é melhor ter um cartão microSD bem grande. Opcionalmente pode-se usar um HD externo ou acessar algum compartilhamento de rede, como os de um NAS.

I opted for a cartão microSD de 512GB da Sandisk na AliExpress, e ele funciona perfeitamente:

Case

MiSTer finally assembled in its official case.

MiSTer finally assembled in its official case.

Who does not want to leave MiSTer naked can put it in a case. The project includes cases that can be printed on 3D printers. Subsequently, cases acrylics, depois os feitos com PCBs (o meu é um desses) e atualmente a última moda são os cases the metal.

Na hora de comprar o case é bom se certificar de que ele seja compatível com as placas que estão sendo utilizadas, em particular o Hub USB. É possível comprar o case em kits junto com as placas do mesmo fabricante para não ter erro. Eu achei o case da Bitfunx bem bacana:

HDMI out

9th HDMI cable 2.0 4K-3D 60 Hz Vention of 2 meters, on its packaging.

9th HDMI cable 2.0 4K-3D 60 Hz Vention of 2 meters, on its packaging.

Remember that the DE10-Nano does not include an HDMI cable, então é necessário adquiri-lo separadamente caso você não tenha um sobrando. Não precisa ser nada muito sofisticado, pois a DE10-nano não passa das especificações da HDMI 1.4. Eu estou usando um HDMI out 2.0 da Vention, o qual eu recomendo:

Cabo de Rede (Ethernet)

Ethernet Cable (cat5e) made for the Ultra Chromecast.

Ethernet Cable (cat5e) made for the Ultra Chromecast.

A DE10-Nano também não inclui um cabo de rede, então é necessário adquiri-lo separadamente caso você não tenha um sobrando e não vá usar o WiFi. Eu montei um para mim com cabo e plugs da Furukawa.

A conexão Ethernet é de 1 Gbps, então não é necessário nada muito sofisticado. Um cabo cat5e é suficiente. Quem quiser algo pronto pode ir de Ugreen ou Vention que não tem erro:

Power supply

DE10-Nano Power Supply.

DE10-Nano Power Supply.

A DE10-Nano já vem com uma fonte de alimentação de 2A e ela é suficiente para alimentar os demais itens do MiSTer como placa de IO e Hub USB. But, se dispositivos que usam muita energia forem conectados nas portas USB, a energia que a fonte fornece pode não ser suficiente.

Em particular, HDs externos que não tem fonte (alimentados via USB) tendem a ter problemas se forem usados com o MiSTer usando a fonte original da DE10-Nano. Como eu não uso HD externo nunca tive necessidade de fazer esse upgrade.

Para quem precisa, a Mean Well fabrica uma fonte de 5V e 4A que é bastante recomendada para o MiSTer:

Final Considerations

Espero que esse guia com esses links tenha sido útil para quem está querendo comprar ou montar seu MiSTer sem depender dos vendedores dos EUA e da Europa que não facilitam para os brasileiros, enviando apenas por fretes caros e declarando os valores reais.

Se estivesse montando meu MiSTer hoje provavelmente pegaria um kit da Bitfunx com case, placa de IO, SDRAM, USB Hub, etc. A Bitfunx é a fabricante do my OSSC e nunca tive problemas com ele. O restante dos itens também pegaria todos da AliExpress. Só a DE10-Nano que talvez eu ainda compraria diretamente da Terasic para economizar, enviando para os EUA e redirecionando para o Brasil com a Fishisfast.

Apenas se dinheiro não fosse problema eu compraria tudo da MiSTer Addons e pagaria todos os impostos. Uma alternativa meio termo seria comprar alguns itens específicos do MiSter na MiSTer Addons redirecionando via Fishisfast, e comprar os itens mais mainstream (microSD card, etc.) on AliExpress.

Evitei colocar preços aqui porque eles oscilam bastante conforme a cotação do dólar e promoções dos vendedores, então é melhor clicar nos links para conferir. Anyway, o MiSTer sai muito mais barato que comprar alguns dos consoles originais que ele implementa. Um Neo Geo sozinho custa mais que um MiSTer.

Desde a minha aquisição vários núcleos melhoraram, novos sistemas foram implementados. Praticamente não uso mais meus Super Nintendo, Mega Drive e Master System originais. E logo teremos núcleos do PlayStation e do Saturn.

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Que BELO tutorial.

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