Hub vidéo pour mes anciennes consoles

Posté le 17/12/2023 Mis à jour le 20/12/2023

Par Zéro Cool 9 min à lire

Je dispose de plusieurs vielles consoles (PS1, PS2, NES, SNES, GameCube, Wii, etc.). Ces dernières disposent de connectiques vidéos disparates (CVBS, SCART, RVB, YUV, etc.). De plus, les télés “modernes” ne disposent plus de connectiques compatibles (sans parler de devoir débrancher/rebrancher chaque console pour pouvoir jouer).

J’aimerais donc, dans la mesure de mes capacités, trouver un moyen de pouvoir brancher toutes mes consoles (y.c. les plus vielles) sur un boitier unique qui sera connecté à la télé sur une prise HDMI.

Alors oui je sais qu’il existe des boitiers déjà tout prêt pour convertir différents formats vidéos vers du hdmi, mais la plupart du temps je suis déçu de la qualité médiocre de ces produits, et il n’en reste pas moins qu’il faut toujours jongler avec tout un tas de convertisseurs et que si je ne veux pas passer mon temps à débrancher/rebrancher mes consoles, alors il me faudrait une télé avec beaucoup d’entrées vidéo.

Et puis… J’ai envi d’apprendre

Mes consoles

Dans l’idéal, j’aimerais pouvoir brancher toutes ces consoles :

Master system II (avec sortie RGB améliorée)
NES (avec sortie CVBS)
SNES
GameCube
Wii (Avec sortie YUV)
PS1
PS2 (Avec sortie YUV ?)
PS3
Dreamcast

Formats vidéo des consoles

TODO Cf. optimal timing for OSSC

Pour la NES/SNES, prévoir un dejitter. Infos ici et projet ici.

Pinout cables

Pinout SCART

La prise péritel¹ permet de véhiculer l’audio stéréo ainsi que plusieurs formats vidéos :

RGB
Compisite (CVBS²)
S-Video (Y/C³)

Pinout prise péritel femelle

Visuel prise péritel femelle

Pin	Name	Direction	Description	Signal Level	Impédance
1	AOR	OUT	Audio right	0.5 V rms	< 1K ohm
2	AIR	IN	Audio right	0.5 V rms	> 10K ohm
3	AOL	OUT	Audio left (+ mono)	0.5 V rms	< 1K ohm
4	AGND	GND	Audio ground
5	B GND	GND	Blue ground (RGB)
6	AIL	IN	Audio left (+ mono)	0.5 V rms	> 10K ohm
7	B	IN	Blue (RGB)	0.7 V	75 ohm
8	SWTCH	IN	Slow switch (Video format)
9	G GND	GND	Green ground (RGB)
10	CLKOUT	OUT	Data 2: Clockpulse, used in the 80s by old videotapes
11	G	IN	Green (RGB)	0.7 V	75 ohm
12	DATA	OUT	Data 1: Data
13	R GND	GND	Red ground (RGB)
14	DATAGND	GND	Data Ground, remote control, wired and used by old videotape recorders
15	R	IN	Red (RGB) / Chrominance	RGB: 0.7 V Chrom.: 0.3 V burst	75 ohm
16	BLNK	IN	Fast blanking / Fast switch	1~3 V => RGB 0~0.4 V => Composite	75 ohm
17	VGND	GND	Composite Video Ground or S-video luminance Ground
18	BLNGND	GND	Blanking Signal Ground - ground for slow or fast switch (ground for pin 8 or 16)
19	VOUT	OUT	Composite Video	1 V	75 ohm
20	VIN	IN	Composite Video / Luminance / RGB Sync	1 V	75 ohm
21	SHIELD	GND	Ground/Shield (Chassis)

SWTCH (Pin 8) permet de changer le mode de vidéo

0~2 V => Pas de signal

4.5~7 V (nominal 6V) => foramt 16:9

9.5~12 V (nominal 12V) => foramt 4:3

Sur certaines TV, une tension appliquée sur cette broche permet de basculer sur la chaine AUX.

BLNK (Pin 16) permet d’indiquer le signal vidéo utilisé

0~0.4 V => Composite

1~3 V (nominal 1V) => RGB only

Sur certaines TV, une tension appliquée sur cette broche permet de basculer sur la chaine AUX.

The original specification defined pin 16 as fast blanking, a high frequency (up to 3MHz) signal that blanked the composite video. The RGB inputs were always active and the fast blanking signal punches holes in the composite video. The SCART connector uses this to overlay subtitles from an external Teletext decoder. 0V-0.4V means composite with a transparent RGB overlay. 1V-3V (nominal 1V) RGB only.

Il n’existe pas de signal permettant d’indiquer un signal S-Video. Certaines télé peuvent détecter automatiquement ce signal, mais généralement il faut sélectionner ce signal manuellement sur la TV.

Pinout S-Video

La prise mini DIN 4⁴ permet de véhiculer le signal vidéo S-Video.

Pinout prise S-Video femelle

Visuel prise S-Video femelle

Pin	Name	Direction	Description	Signal Level	Impédance
1	GND_Y	GND	Luminance Ground
2	GND_C	GND	Chrominance Ground
3	Y	OUT	Luminance (Y)	?	75 ohm
4	C	OUT	Chrominance (C)	?	75 ohm

Pinout VGA

La prise vga⁵ permet de véhiculer le signal vidéo RGB.

Pinout prise VGA femelle

Visuel prise VGA femelle

Pin	Name	Direction	Description	Signal Level	Impédance
1	RED	OUT	Red (RGB)	?	?
2	GREEN	OUT	Green (RGB)	?	?
3	BLUE	OUT	Blue (RGB)	?	?
4	N/C	-	-
5	HSGND	GND	HSync Ground
6	RED_RTN	?	Red return	?	?
7	GREEN_RTN	?	Green return	?	?
8	BLUE_RTN	?	Blue return	?	?
9	+5V	OUT	+5V (DDC⁶)	+5V
10	GND	GND	DDC⁶ Ground + VSync Ground
11	N/C	-	-
12	SDA	OUT	I2C Data (DDC⁶)	?	?
13	HSYNC	OUT	Horizontal Sync	?	?
14	VSYNC	OUT	Vertical Sync	?	?
15	SCL	OUT	I2C Clock (DDC⁶)	?	?

Avant l’usage du DDC, le standard VGA utilise 4 broches pour déterminer la définition de l’écran :

ID2 (pin 4) ID0 (pin 11) ID1 (pin 12) Monitor type

N/C N/C N/C No monitor connected

N/C N/C GND < 1024x768, monochrome

N/C GND N/C < 1024x768, color

GND GND N/C >= 1024x768, color

ID2 (pin 4)	ID0 (pin 11)	ID1 (pin 12)	Monitor type
N/C	N/C	N/C	No monitor connected
N/C	N/C	GND	< 1024x768, monochrome
N/C	GND	N/C	< 1024x768, color
GND	GND	N/C	>= 1024x768, color

Le DDC⁶ existe à trois niveaux : DDC1, DDC2B et DDC2AB (le AB correspond à Access Bus). La version actuelle du DDC, appelée DDC2B, est basée sur le bus I²C (Inter Integrated Circuit). C’est un bus série qui autorise plusieurs maîtres de bus, même si le DDC2B n’en autorise qu’un seul — l’émetteur du flux. L’écran contient une puce à lecture seule (ROM), programmée par le fabricant, qui contient les informations sur les capacités d’affichage de l’écran. Le DDC1 est un lien unidirectionnel, allant de l’écran vers la carte graphique. Une identification EDID (Extended Display Identification) contenant les paramètres de l’écran est transmise à la carte graphique. La version DDC2AB, conçue par Philips et Digital avant l’arrivée de l’USB, n’a pas été retenue par les constructeurs. Elle devait permettre de brancher des périphériques pour le PC, sur l’écran et d’utiliser seulement le câble du moniteur. Les constructeurs ont préféré intégrer un hub USB sur les écrans.

Cf. DDC infos

Adaptateurs

Adaptateur SCART / S-Video

Le montage suivant permet de créer un adaptateur SCART vers/depuis un signal S-Video/composite :

Adapteur SCART vers VGA

TODO : Etudier et reprendre le schéma ici.

Adapteur VGA vers SCART

TODO : Etudier et reprendre le schéma ici.

Pinout des consoles

Toutes les consoles n’utilisent pas toutes les capacités / formats possibles d’une péritel.

L’objectif ici est de présenter le brochage utilisé par chaque console et indiquer le format de sortie réel.

Une liste assez complète de pleins de schéma de consoles en tout genre : gamex

Récap’ :

Console	CVBS	RVB
Master system II	Yes	Yes
NES	Yes	Yes
SNES	Yes	Yes
GameCube	Yes	Yes
Wii	Yes	Yes
PS1	Yes	Yes
PS2	Yes	Yes
PS3	Yes	Yes
Dreamcast	Yes	Yes

A regarder pour tout sortir en VGA : jeffqchen

Master system II

Le pinout de la master system II est identique au pinout de la master system

TODO

Le site de Sylesis précise que :

Pin 3 : Blanck

Pin 7 : Synchro

… A creuser !

A creuser aussi : RGB Booster

NES

TODO

SNES

TODO

GameCube

Wii

TODO

PS1

La plupart des cables PS1 utilisent le composite alors que la console sort nativement du RGB.

TODO

PS2

La PS2 utilise exactement la même connectique que la PS1.

PS3

Dreamcast

TODO

Moding des consoles

TODO

Tester un RGB ampifier pour la NES ? Lien

Les différents formats vidéos

HDMI et compatibilité DVI

Source Wikipedia :

Le HDMI Type A est rétro-compatible avec le DVI Single-link (DVI-D, DVI-I mais pas DVI-A), lequel est largement utilisé pour les moniteurs informatiques et les cartes graphiques d’ordinateurs. Ainsi, avec un simple adaptateur, tout appareil source qui exploite la norme DVI-D est quasi compatible avec un écran à ce standard et vice versa ; cependant, les données audio ne seront pas toujours transmises (norme TMDS, audio pendant le blanking) mais la connectique le permet et certains produits (cartes graphiques haut de gamme, démodulateurs satellites…) l’exploitent. En revanche, les données de contrôle à distance (broche CEC) propres au HDMI ne pourront être utilisées puisqu’elles n’existent pas pour la connectique DVI. Sur le même principe, le HDMI Type B est rétro-compatible avec la connectique DVI Dual-link.

Largeur de bande pour le flux vidéo numérique : de 25 MHz à 340 MHz (Type A, norme 1.3) et jusqu’à 680 MHz (Type B). Les formats vidéo qui exploitent une bande passante inférieure à 25 MHz (exemple : 13,5 MHz pour 480i/NTSC) sont transmis en utilisant un schéma de répétition des pixels.

HDMI 1.0 Spécification initiale, publié le 9 décembre 20029 Une seule interface de connexion pour la transmission audio et vidéo ; Une bande passante de type TMDS de 4,9 Gbit/s maximum Spécification Vidéo basée sur DVI 1.0. 480i/p, 576i/p, 720p, 1080i. Audio : Dolby Digital, DD EX, DTS, DTS ES, DTS 96/24, PCM 192/24 7.1 canaux.

EDID EEPROM : https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21682E.pdf Explication EDID pour VGA et HDMI : https://ez.analog.com/cfs-file/__key/communityserver-wikis-components-files/00-00-00-01-10/1351.ADV784x_5F00_EDID_5F00_overview.pdf EDID structure : https://glenwing.github.io/docs/VESA-EEDID-A2.pdf

l’EDID sert à fournir les specs de l’écran au périphérique. Pas sur que celà me soit nécessaire pour mon projet.

4 HDMI/DVI multiplexer to 1 output HDMI/DVI : https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/adv3002.pdf

Piste pour améliorer la qualité d’un signal RVB : https://www.analog.com/en/resources/reference-designs/circuits-from-the-lab/cn0275.html#rd-functionbenefits

TODO

Première réflexions de circuits

TODO Cf. Analog divice article

Colorimétrie de la NES

Pour la NES, il ne sera pas possible de connaitre la liste de toutes les couleurs rendues par la console. En effet, la colorimétrie n’est pas fiable même produite par le hardware de la console. Le rendu sera différent en fonction de la console et de la télé.

L’article de RetroRGB explique en détail ces nuances.

Inutile donc d’envisager de détecter les couleurs parmis une liste prédéfinie pour se simplifier la vie…