Все, что вам нужно знать, чтобы начать работу с эмуляторами ‘голого металла’ на Raspberry Pi
Когда вы используете Raspberry Pi, вы , вероятно, используете Raspberry Pi OS или какую-либо другую операционную систему на базе Linux. Будь то Kodi или ретро игровой пакет, в основе лежит ОС Linux
Эмуляция здесь особенно коварна. Для работы эмуляторов необходима операционная система, и почти все они используют урезанную версию Raspberry Pi OS или более раннюю сборку Raspbian
Но что, если бы можно было запускать эмуляторы на Raspberry Pi без операционной системы?Что ж, это возможно. Вот все, что вам нужно знать, чтобы начать работу с эмуляцией ‘голого металла’ на Raspberry Pi
Что такое эмулятор?
Интернет полон объяснений того, что такое эмулятор (и чем он не является). Проще говоря, эмулятор – это программное обеспечение, которое запускает программы, написанные для одной платформы, на другой. Так, например, вы можете захотеть запустить программу Android на Windows. Для этого необходим эмулятор Android
Существует множество различных эмуляторов. Большинство компьютеров, консолей и аркадных систем можно эмулировать на компьютерах, включая Raspberry Pi. Они доступны в таких системах, как RetroPie, Recalbox и Lakka. Общим у этих инструментов является то, что все эмуляторы работают под управлением Linux
Легко спутать эмуляцию с виртуальными машинами, но на самом деле это совершенно разные вещи, хотя для неподготовленного глаза конечный результат может показаться идентичным
Что такое эмулятор Bare Metal?
Как и стандартный эмулятор, эмулятор ‘голого металла’ запускает программы, предназначенные для одной системы, на другой. Разница заключается в отсутствии базовой операционной системы; эмулятор работает на “голом металле компьютера. В данном случае таким компьютером будет Raspberry Pi
Зачем использовать эмулятор на Raspberry Pi?
Обычно при использовании эмулятора на Raspberry Pi он разделяет аппаратные ресурсы с Raspberry Pi OS (или ретро-игровым пакетом). Это означает, что операционная система, ее встроенные инструменты, любое другое запущенное программное обеспечение, эмулятор и эмулируемое программное обеспечение борются за процессор, оперативную память, хранилище и даже порты
Это может привести к задержкам, замедляя эмуляцию
При использовании эмулятора ‘голого металла’ задержка минимальна, поскольку отсутствует операционная система
5 эмуляторов Raspberry Pi на чистом металле
Для Raspberry Pi было разработано несколько ‘голых’ эмуляторов. В основном они относятся к эпохе 8-битных компьютеров
Голые эмуляторы следует скачать и скопировать на карту microSD. Конкретные инструкции для каждого инструмента можно найти в соответствующих ссылках на скачивание. Обратите внимание, что в большинстве случаев Raspberry Pi может быть просто выключен при использовании эмулятора ‘голого металла’. Кроме того, горячая замена USB-устройств обычно не поддерживается, поэтому подключайте устройства перед включением питания
1.ZX Baremulator (эмулятор ZX Spectrum)
Выпущенный в 1982 году, Sinclair ZX Spectrum в течение 10 лет был ключевой движущей силой зарождающейся индустрии домашних компьютеров и видеоигр в Европе. Вы, конечно, можете эмулировать его на Raspberry Pi и наслаждаться эмуляцией ‘голого металла’ с помощью ZX Baremulator
Это программное обеспечение предоставляет пару полезных дополнительных экранов. Один из них – справочник по клавиатуре (в ZX Spectrum было много команд для каждой клавиши), а другой позволяет просматривать и выбирать образы лент для загрузки
Узнайте больше в нашем руководстве по настройке ZX Baremulator на Raspberry Pi
2.Faux86 (эмулятор 8086 Classic PC)
Это эмулятор с открытым исходным кодом, предназначенный для запуска классических ПК с дисплеями CGA / EGA / VGA. Он эмулирует наборы инструкций 8086 и 80186, а также имеет эмуляцию PC speaker, Adlib и Soundblaster
Короче говоря, Faux86 должен запускать все, что написано для IBM-совместимых ПК до середины 1990-х годов. Если он работает под MS-DOS, то должен работать и под этим
Обратите внимание, что эмулятор Faux86 bare metal не имеет поддержки больших хранилищ. Разработчик рекомендует: “использовать SD-карту небольшой емкости и прошивать образ как карту 32 Мб.
3.Dragon-32-Rpi-Bare-Metal (эмулятор Dragon 32)
Как и Sinclair ZX Spectrum, Dragon 32 был компьютером британского производства, собранным на заводах в Уэльсе.(Интересно, что многие Raspberry Pis также собираются в Уэльсе)
Редкий компьютер, не имевший такого размаха, как другие британские компьютеры, Dragon 32 (аналогичный Tandy TRS-80 Color Computer), тем не менее, является интересным выбором для эмуляции. Однако, несмотря на такое название его аппаратных собратьев, многие игры на Dragon 32 идут в монохромном режиме
Единственная команда клавиатуры (F1) запускает эмулятор ПЗУ и файловый менеджер CAS
4.BMC64 (эмулятор Commodore 64)
Поклонников домашнего компьютера Commodore 64 может больше заинтересовать BMC64. Этот эмулятор Raspberry Pi bare metal позволяет запускать программное обеспечение Commodore 64, C128, Vic20, Plus/4 и PET и имеет быстрое время загрузки
Есть также поддержка подключения C64 и Atari-совместимых джойстиков к GPIO, и даже поддержка настоящей клавиатуры C64. Это означает, что если у вас есть C64 со сломанной материнской платой, вы можете заменить ее на Raspberry Pi под управлением BMC64
Обратите внимание, что BMC64 совместим только с моделями Raspberry Pi 2, 3 и Zero
5.CS107E-GB-Эмулятор (Nintendo Game Boy)
Созданный студентами для компьютерного класса в Стэнфорде, эмулятор CS107E-GB-Emulator работает на оригинальном Raspberry Pi (на Raspberry Pi 4 он, скорее всего, не запустится)
5.
Как говорится в файле README.md на GitHub:
“Самое приятное в GameBoy то, что у него нет BIOS. В частности, вся игра запускается непосредственно из оп-кодов, находящихся в ПЗУ игры, что делает ее интересной платформой, не требующей проприетарного программного обеспечения для эмуляции.
Этот ‘голый’ эмулятор является отличной иллюстрацией времени, усилий и исследований, которые затрачиваются на разработку таких проектов. Я рекомендую вам проверить примечания к этому проекту, включая атрибуты
Исследование Bare Metal на Raspberry Pi
Эмуляторы – не единственная возможность использования ‘голого металла’ на Raspberry Pi. Поиск на GitHub по запросу “bare metal Raspberry Pi позволяет найти самые разные проекты. Вы можете иметь синтезатор, базовую операционную систему, даже игры, работающие непосредственно на компьютере без ОС Linux
Как бы то ни было, Raspberry Pi способен запускать программное обеспечение как с ОС Raspberry Pi OS, основанной на Debian, так и без нее. Если вы еще не заглядывали дальше, то сейчас самое время по-настоящему продвинуть свою Raspberry Pi
Комментировать