mruby(PicoRuby)で ファミコン音楽を奏でる２

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1. mruby(PicoRuby)で ファミコン音楽を奏でる２ 2025/09/04 Omotesando.rb kishima
2. 自己紹介 ID：＠kishima (株)aptpodというIoTの会社で、ロボット制御など組み込み 系やのお仕事をしています 最近はROS/C++/Rust/Pythonにふれる機会が多いです mruby好きで、色々趣味で開発したりしてます
3. ファミコンの音楽っていいですよね ESP32でも今後作るプロジェクトでも同じような音を鳴らしたい 今回の準備の途中で、ファミコン 実機とかカセットとか買いました
4. Rubyでファミコンといえば … Optcarrot Rubyのベンチマークでよく使わているRubyによるファミコンエミュレータ実装 音声にも対応してた ただESP32上で実用的な速度で動かすことはおそらく困難 特に音の部分だけ使いたい
5. どうやってファミコンの音は鳴るか？ APUと呼ばれる音源をCPUから操作して音を出します
6. ESP32で動くエミュレータを改造 esp_8_bit というものを参考に勉強 （https://github.com/rossumur/esp_8_bit） 中身は昔からあるpure Cのnofrendoというエミュレータを利用していた
7. NSFファイル ファミコンの音楽部分のみを抜粋した形式 内部はファミコンで動作するプログラムがほぼそのまま格納されている 楽譜というよりプログラムであり、再生のためには部分的なファミコンエミュレータ が必要になる これなら比較的簡単に鳴らせないか？
8. 試行錯誤 NSFのエミュレータをnofrendoで動かそうとしたが簡単にはいかず レジスタやメモリの管理をきちんとしないといけない 時間がなくなってきていたので、方針変更 APUを動かすために最低限必要なものは・・・？
9. APUレジスタ操作さえ再現できればいい レジスタ操作の内容と実行タイミングをログに記録
10. 最終的な構成 APUレジスタ操作ログファイルを生成 レジスタログをmrubyで再生してAPUエミュで波形生成 60Hzでレジスタ操作と音声バッファへの書き出しを行う
11. 主なRubyコード https://github.com/kishima/esp32_nes_apu_mruby
12. レジスターログの内容
13. デモ R2P2 PicoRubyを起動 play.rb を使って、 フラッシュ上のレジスタログファイルを再生し、 I2S出力します
14. MIDIキーボードを繋ぐ
15. 課題、やりたいこと • 正確な60Hzループ ◦ 音声出力バッファの枯渇が起きていそう ◦ 原因はGCか？ ◦ ESP32のタイマで駆動できるように • 使いやすいインタフェース ◦ 重い処理はC言語で ◦ BGMとSEとして使えるように ◦ Family mruby v2 の音源として • PCM音源処理の実装 ◦ FF3の戦闘のドラム音で使ってるらしい ◦ どおりでなんかうまく鳴らないはずだ・・・