NetBSD+Raspberry Piで 本物のPSGを鳴らすデモを OSC駆動の７日間で作った話 / OSC2026Osaka

2026/1/31(土)に行われたオープンソースカンファレンス2026大阪の「NetBSDのご紹介」のセミナーで発表したスライドです。セミナー時のスライドから一部体裁その他を追記修正しています。

Transcript

1. NetBSD+Raspberry Piで 本物のPSGを鳴らすデモを OSC駆動の７日間で作った話 オープンソースカンファレンス 2026 大阪 今回は「NetBSD+ラズパイで本物のPSG」です Izumi Tsutsui tsutsui@NetBSD.org (Twitter): @tsutsuii 𝕏 Mastodon: @tsutsuii@social.mikutter.hachune.net
2. 0. はじめに 今日の展示物と セミナーについて
3. ラズパイ+PSG演奏ハード
4. PSGデータ演奏ドライバ
5. PSG演奏デモプログラム
6. １週間で作りました https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/115947637209030882
7. 1. 最近のOSC展示 このところ PC-6001と PSGばっかりでした
8. 2024年 KOFセミナー  「PC-6001 PSG演奏デモをNetBSDで」 https://speakerdeck.com/tsutsui/kof2024
9. 2024年OSC愛媛セミナー  「PC-6001 PSG演奏デモ＋NetBSD解説」 https://speakerdeck.com/tsutsui/osc2024ehime
10. 2025年OSC京都セミナー  「LUNAでアニメGIF＋PC-6001デモ」 https://speakerdeck.com/tsutsui/osc2025kyoto
11. 2025年 KOFセミナー  「今年もNetBSDでPC-6001 PSGデモ」 https://speakerdeck.com/tsutsui/kof2025
12.  「NetBSDでPSG演奏開発環境構築」 2025年OSC広島セミナー https://speakerdeck.com/tsutsui/osc2025hiroshima
13. さすがにこじつけが苦しい? NetBSDは いろんなマシンで動く + pkgsrcは NetBSDで使える ↓ 自分がpkgsrcのメンテ担当の PC6001エミュやツールを使えば それはNetBSDセミナーネタ
14. というわけで今回は 「NetBSDとラズパイで 本物のPSGハードを 制御して鳴らす」 というテーマです
15. 2. NetBSDとは せっかくスライド作ったので 毎回ちょっとだけ説明
16. BSDとは？ •Berkeley Software Distribution •カリフォルニア大学バークレー校 で開発されたUNIX系OS •’70年代 UNIX研究として開発開始 •’80年代 ネットワーク機能、 仮想記憶など現代のOSの 基礎を築く •UNIXの進化と普及に貢献
17. •“Of course, it runs NetBSD” ➔特定の機種に依存しない設計 •“Reasonable Goal” ➔性能より「理にかなった」設計 •仮想記憶やデバイスドライバ等の 一貫性を持つインタフェース設計 NetBSDの特長　
18. •いろんなCPUやデバイスで動く •クロス開発環境の意識が強い ➔組み込み系での採用例が多い NetBSDの特長　 https://www.ricoh.co.jp/-/media/Ricoh/Sites/co_jp/pdf/34211809/pro-8420y-8420ht-8410y-8410ht.pdf
19. 3. NetBSDと PC-6001と ついでにLUNA 一応(?)関係があったり
20. LUNAとは  よしだともこ先生のブロク LUNAというのは、1980年代から1990年代 の初めごろにかけて、京都に本社を持つ オムロン株式会社が発売していた、 UNIXワークステーションの名前です （その当時、私はこの会社のUNIXワーク ステーション開発部門で働いていました）
21. PSGはOSC2016京都展示から https://x.com/tsutsuii/status/758881128853803008  LUNAで鳴らす PSG演奏デモ
22. OSC2018京都展示 https://x.com/ebijun/status/1025236491985776640  PSG PCM発展形 PSG PAM音源ドライバ
23. このNetBSD/luna68k用 サブCPU PSG使用の Audioドライバは NetBSD 10.0 以降に 入っています https://www.netbsd.org/releases/formal-10/NetBSD-10.0.html
24. 4. PC-6001と エミュレータ 一般の方に向けて改めて解説
25. PC-6001 とは • NEC製の 8ビットパソコン •1981年 11月 発売
26. PC-6001 スペック •CPU： 8bit Z80互換 4MHz •RAM： 標準 16KB, 最大32KB •グラフィック: 128×192ドット 4色 256×192ドット モノクロ2色 •音源：PSG 3和音 •標準価格：89,800円
27. •VRAMも共用 → 空きは 7KB/23KB •それでもいろいろ作れた時代 　いろいろ遊ぶには32KBに増設しないとキツいかも メモリ 16KB/32KB
28. PC-6001 セーブロード  1981年という時代 •プログラムのセーブは「カセットテープ」 •「0」を1200Hz「1」を2400Hzの音で記録 •スピードは 1200bps （≒100バイト/秒） https://x.com/tsutsuii/status/825157721666252800
29. PC-6001用エミュレータ 実機がなくても遊べます •2000年頃からPC-6001のエミュレータが 多数開発される •エミュレータだけでなく、 開発に必要なツールも多数 •データ記録テーブ模擬 •テープ音声⇔エミュ用データ変換 •プログラムテキスト⇔エミュ用変換 •エミュレータもデバッグ機能が充実
30. PC6001VX http://eighttails.seesaa.net/article/305067428.html https://github.com/eighttails/PC6001VX
31. •READMEより 「PC6001VをLinux等で動作 　するよう改変したものです」 「PC6001VXの末尾のXは 　クロスプラットフォームの 　Xです」 PC6001VX https://github.com/eighttails/PC6001VX
32. •基本的な機能は PC6001V 準拠 •クロスGUI環境としてQtを使用 •互換ROM内蔵で 実機ROM不要 → •pkgsrc にしたので NetBSDでも動作可能！ •Android版もあります→ PC6001VX https://github.com/eighttails/PC6001VX
33. 5. PSG音源に ついて やっと本題の前提です
34. PSG音源 •いわゆるピコピコ音 × 3和音 •元はアーケードゲーム用？ •BASIC言語だと PLAY 文で MML (Music Macro Language) という書式を書いて演奏 こんなの→ "C8<D+D+8G8F8G8D+>D+DD+F" •“C” が「ド」、“8” が「8分音符の長さ」 　“<” で1オクターブ下げる、という具合
35. PC-6001内のPSG音源IC
36. LUNA内のYM2149 • YAMAHA製の AY-3-8910 互換チップ
37. ここでやっと LUNAとPC-6001 https://x.com/tsutsuii/status/802351863836250112
38. PC-6001で PSG曲を演奏する手段 について
39. よっしゅさんの PC-6001用 PSG音源ドライバ http://park10.wakwak.com/~yosh/p6.html デモ演奏にはこれを使います
40. 40年前の クロック4MHz メモリ 32KB (MBではありません) で これだけ演奏できるなら 今どきのマシンでは 楽勝のはずだよね？
41. 6. NetBSDで 直接PSGを 鳴らしたい ここからが本題です
42. どうやって本物のPSGを鳴らすか  「PSG付き」のハードウェア •実はNetBSDが動くマシンでPSGが 　載っているマシンほとんどない？ •LUNAにはあるけど、サブCPU接続 •ATARI TT030にはYM2149載ってる 　けど、本体が遅くて開発がつらそう ➔「ラズパイにPSGをつないだ」 　という記事は検索で複数ヒットする
43. ……というわけで 部品は2019年くらいに 買ってあったんですが、 ハード工作はともかく ソフト実装が大変そう、 ということで ずっと放置状態に
44. そして時は流れ AIの時代に  OSC広島スライド事例 https://speakerdeck.com/tsutsui/osc2025hiroshima?slide=57
45. とりあえず聞いてみると  わりといけそう？
46. とりあえず聞いてみると  ドライバ実装もなんとかなるかも？
47. これが先週の 1月23日(金)夜で、 ようやく重い腰を上げて 着手することに
48. 7. ハードウェア 構成 特に難しいことはありません
49. 作成したハード
50. 回路構成 Raspberry Pi 3B PSG互換 YM2149F スピーカー アンプ 3ch出力 ミキサ回路
51. 以前から回路自体は 脳内でできていたので、 せっかくなので ChatGPTに相談しつつ KiCADを作って書いてみる
52. こんな感じでさくっと作成
53. こんな感じでさくっと作成 Raspberry Pi 3B GPIO コネクタ PSG互換 YM2149F 3ch出力 ミキサ回路 スピーカー アンプ 制御信号 11本
54. またChatGPT相談  練習がてらパターン配線もやってみる
55. KiCAD操作体系訓練
56. 1/24夜から基板作成 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/115951064124275813
57. はんだ付けは楽しいです https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/115951703014662758
58. デジタル配線は悩ましい https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/115952291630668080
59. 電源ONの瞬間がドキドキします https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/115952602625372453
60. 1時間試行錯誤でトーン出力 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/115953024789473415
61. ChatGPTブースト その1 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/115953075767018038
62. 8. ドライバ作成 ここが鬼門だったわけですが
63. OSC展示準備問題 https://x.com/tsutsuii/status/274449767625539584
64. PSG演奏ドライバの考え方  「演奏」とは •PSGレジスタを叩けば音は鳴る •でも「周波数と音量」を指示するだけ •「演奏」するには、時間経過と共に 　「旋律に対応した音」を出すよう 　一定周期で制御し続ける必要がある
65. よっしゅさんの PC-6001用 PSG音源ドライバ  特長 •2ms周期割り込みを使用 •96分音符単位で制御 •ビブラート(周波数変化)サポート •ソフトウェアエンベロープ 　(発声中の時間音量変化)サポート •割り込み駆動なのでBGM演奏も可能
66. 2ms割り込みでの演奏イメージ 「96分音符単位」がキモ BASICプログラム実行 時間 2ms 周期割り込み 96分音符長単位演奏処理 96分音符長単位演奏処理 96分音符長単位演奏処理 •4分音符を鳴らすには？ ➔出力ONした後 24(=96÷4)回後にOFFする •音量や周波数も96分時間単位で変化させる ←この回数でテンポ決定→ （3〜12回程度）
67. PSG音源ドライバで必要な処理  要件定義から •2ms周期で演奏ルーチンを呼ぶ •演奏データを解釈して処理する ▶音符データに従った周波数と音量出力 ▶音長のカウントと出力ON/OFF ▶ビブラートの周波数変化処理 ▶エンベロープのボリューム変化処理
68. 昨年のPSGドライバ用 コンパイラ作成時にも だいぶChatGPTに 情報を投げていたので 今回も雑に投げてみる
69. だんだんいい感じに
70. ChatGPTブーストふたたび https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/115962362922810450
71. ChatGPTブーストふたたび https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/115963043723039344
72. 9. 演奏デモ作成 演奏できても まだ終わらない問題
73. NetBSDブース展示問題  中の人と 見に来てくれる方と •カーネルが起動して動いたら完了？ •見る人はさっぱりわからない？？ ▶展示ブースでの見た目でなんとかする！ ✔謎マシンを持ってくる ✔SNSタイムライン表示 ✔モノクロGIF動画再生 https://x.com/ebijun/status/1999694904457576483
74. 展示演奏デモでも同じ問題が  みんなPSG音源なので…… •PC-6001でもドット絵を動かしたり •LUNAでGIFアニメのBGMにしたり ▶ラズパイは小さいので 　目立たないという問題 ▶凝ったデモを作るにも 　あと3日しかない ▶どうにかできないか、と、 　とりあえずまたChatGPTに投げてみる
75. プレゼン提案とかは強そう
76. 1月27日 22時頃 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/115967390949476282
77. ドライバ演奏実装を 投げつつ、 どういうI/Fが良いか 等々をいろいろ相談
78. 実装ではなく仕様書から
79. デモの実装方針が 見えてきたところで デモ画面イメージを 作成してみる
80. https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/115967405493199794
81. イメージを投げてみる
82. いけそうなので仮実装依頼
83. 2026年1月28日 01:13 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/115973203911038182
84. ここまで動くともっと作りたくなる https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/115973203911038182
85. 2026年1月29日 03:17  イース２ オープニング曲も演奏可能に https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/115974096152180552
86. ここまで来たら フルセット作るか、と OSC準備休暇にしていた 1月30日にひたすら調査
87. ChatGPTと二人三脚 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/115979507709996520
88. ChatGPTと二人三脚 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/115982290666549231
89. 展示デモRTAリザルト  OSCイベント駆動 + ChatGPTブースト •1/24 回路図と基板パターン図作成 •1/25 手配線基板作成して動作テストまで完 •1/26 GPIO mmap版＋2ms周期演奏動作 •1/27 演奏展示用 PSG演奏状態表示デモ動作 •1/28 ネストコマンドとデチューンを実装 •1/29 ビブラートとソフトエンベロープ調査① •1/30 同 調査②（計6時間半）と実装（3時間） •1/31未明 このスライドを作成中（今5時ですね）
90. •やっとこさ「NetBSDとラズパイ」で 　P6 PSG曲演奏デモが実現できました •回路設計、KiCAD、ドライバ実装、 　デモ仕様検討、P6PSGドライバ調査、 　デバッグとコードレビュー、全てで 　ChatGPTがイベント駆動開発ブースト •次のOSC東京に向けていろいろと 　機能追加していきたいですね まとめ