Како функционишу Распберри Пи ручни комплети игара?
Распберри Пи комплети за ручне игре функционишу комбиновањем једног-плочног рачунара са екраном, физичким контролама и системом батерија, а све то координира софтвер за емулацију који преводи класични код игре у извршна упутства. Распберри Пи делује као централни процесор, покреће специјализоване оперативне системе попут РетроПие или Рецалбок који садрже више емулатора за различите играчке конзоле.
Ови системи се ослањају на три међусобно повезана слоја: хардверску интеграцију која физички повезује компоненте преко ГПИО пинова и комуникационих протокола, софтверску емулацију која опонаша понашање старог хардвера за игре и управљање напајањем које регулише излаз батерије како би се одржао стабилан напон за све компоненте.
Основна хардверска архитектура
Основа сваког Распберри Пи ручног рачунара је сам-рачунар на плочи. Већина произвођача бира између Пи Зеро 2 В за ултра-компактне градње или Пи 4 за захтевнију емулацију. Пи Зеро 2 В троши приближно 500-800 мА током активног играња игара, док Пи 4 може потрошити до 1,5 А под пуним оптерећењем када емулира сложеније системе попут Нинтендо 64 или ПлаиСтатион 1.
Избор компоненти ствара каскадни низ техничких одлука. Екран од 3,5 инча 640к480 захтева различите конфигурације ГПИО пинова од 5-инчног ХДМИ екрана. Први се обично повезује преко СПИ (Сериал Перипхерал Интерфаце) користећи пинове као што је ГПИО 25 за избор података/команде и ГПИО 8 за избор чипа, трошећи 200-300мА. ХДМИ екрани се повезују преко наменског видео порта, али захтевају сопствено струјно коло, често повлачећи додатних 400-500мА из система батерија.
Физичке контроле се повезују директно са ГПИО пиновама конфигурисаним као улази са интерним пулл{0}}уп отпорницима. Када притисак на дугме уземљи пин, софтверски слој детектује промену стања. Стандардна контролна шема захтева најмање 12 ГПИО пинова: четири за тастатуру за усмерење (горе, доле, лево, десно), четири за акциона дугмад (А, Б, Кс, И), два за рамена дугмад (Л, Р) и два за системске контроле (Старт, Селецт). Напредни произвођачи имплементирају мултиплексирање да би смањили број пинова, користећи регистре померања или И2Ц експандере који дозвољавају 16+ улазе кроз само 3-4 пина.
Интерфејс екрана значајно одређује сложеност израде. СПИ екрани захтевају ручну инсталацију драјвера и уређивање конфигурационе датотеке, наводећи параметре као што су угао ротације, брзина освежавања и калибрација додирног слоја. ДСИ (Дисплаи Сериал Интерфаце) везе на званичном Распберри Пи дисплеју аутоматски-откривају преко преклапања у стаблу уређаја, поједностављујући подешавање софтвера, али захтевају прецизне везе са тракастим кабловима које су ломљиве током склапања.
Инжењеринг електроенергетских система
Управљање батеријама одваја функционалне конструкције од опасности од пожара. Литијум-полимерске ћелије излазе од 3,7В номиналног напона, али варирају између 4,2В потпуно напуњених и 3,0В осиромашених. Распберри Пи захтева стабилне 5В при довољној амперажи, што захтева коло за појачавање претварача.
Популарна решења укључују Адафруит ПоверБоост 1000Ц, који прихвата 3.7В ЛиПо улаз и обезбеђује регулисани излаз од 5В до 1А континуирано, са 2А вршном способношћу. Ефикасност конверзије се креће од 80-92% у зависности од оптерећења, што значи да батерија од 2500 мАх не испоручује 2500 мАх употребљиве снаге, која се очекује ближе 2000-2200 мАх након губитака конверзије.
Критичне безбедносне карактеристике спречавају катастрофалне кварове. ТП4056 ИЦ-ови за управљање пуњењем управљају пуњењем литијумске батерије, ограничавајући струју на 1Ц (1000мА за ћелију од 1000мАх) и завршавајући на 4,2В како би се спречило прекомерно пуњење. Заштитна кола прате прекомерно-пражњење (снага сечења испод 2,8-3,0В), кратке спојеве и услове превисоке температуре. Зграде којима недостају ове заштите ризикују топлотни бег, где унутрашњи отпор ствара топлоту која убрзава хемијске реакције, потенцијално изазивајући пожар.
Прорачуни времена рада батерије откривају реалност буџета за напајање. Пи Зеро 2 В систем са 3,5-инчним СПИ екраном и појачаним звуком укупно троши приближно 750мА. Са батеријом од 4000 мАх и ефикасношћу конверзије од 85%, теоретско време рада достиже 4,5 сата, али интензивно играње обично даје 3-3,5 сата због променљивог оптерећења процесора и осветљености екрана.
Напредно управљање напајањем укључује праћење засновано на ГПИО{0}}у. Повезивање ПоверБоост пина за упозорење о ниској батерији на ГПИО 15 омогућава софтверу да открије пад напона испод 3,2 В, покрећући елегантне рутине искључивања које спречавају оштећење СД картице. Неке верзије имплементирају ИЦ-ове за мерење горива у батерији као што је МАКС17048 који комуницирају преко И2Ц, обезбеђујући тачне проценте--напуњености уместо једноставних прагова напона.
Механика емулације софтвера
РетроПие служи као доминантна софтверска платформа, изграђена на Распберри Пи ОС-у са ЕмулатионСтатион-ом који обезбеђује графички фронтенд. Архитектура система се састоји од три слоја: Линук кернела који управља апстракцијом хардвера, РетроАрцх који делује као оквир за емулацију са стандардизованим АПИ-јима контролера и појединачних либретро језгара које извршавају емулацију{1}}специфичну за конзолу.
Када покренете игру, ЕмулатионСтатион прослеђује путању РОМ датотеке у РетроАрцх, који учитава одговарајуће језгро-на пример, Снес9к за Супер Нинтендо игре. Емулатор чита бинарне податке РОМ-а и тумачи инструкције процесора оригиналне конзоле. За СНЕС-ов Рицох 5А22 ЦПУ који ради на 3,58МХз, модерни Распберри Пи процесори који раде на 1-1,8ГХз обезбеђују преко 400 пута већу брзину такта, али тачна емулација захтева прецизност на нивоу циклуса која троши значајну процесорску снагу.
Пејсинг кадрова одређује глаткоћу играња. Оригиналне конзоле излазе са фиксном брзином освежавања-60Хз за НТСЦ системе, 50Хз за ПАЛ. РетроАрцх-ови видео драјвери синхронизују брзину емулације са брзином освежавања вашег екрана, испуштајући или дуплирајући оквире када дође до неслагања у времену. Кашњење звука произилази из величине бафера: мањи бафери (64-128 узорака) смањују кашњење, али ризикују пуцање на споријем хардверу, док већи бафери (256-512 узорака) обезбеђују неометани звук по цену улазног кашњења од 20-40 мс.
Различити емулатори захтевају веома различите ресурсе. 8-бит системе као што су НЕС и Гаме Бои који раде без напора на Пи Зеро-у, трошећи 15-25% ЦПУ-а. Супер Нинтендо емулација захтева 40-60% на Пи Зеро 2 В, док је за ПлаиСтатион 1 потребно 70-85%. Нинтендо 64 емулација остаје проблематична чак и на Пи 4, са многим насловима који показују пад оквира и графичке грешке упркос Пи-јевим супериорним спецификацијама, јер тачна емулација МИПС Р4300и ЦПУ-а Н64 и Реалити копроцесора захтева прецизно време које софтверска интерпретација тешко постиже.
Конфигурација се дешава преко ретроарцх.цфг и системских{1}}специфичних датотека. Подешавања видеа контролишу скалирање резолуције-узорковање тачке за пиксел-савршену аутентичност наспрам билинеарног филтрирања за глаткоћу. Шејдери примењују-визуелне ефекте у реалном времену, симулирајући ЦРТ линије скенирања или ручне ЛЦД матрице, али сваки слој сејдера троши ГПУ ресурсе. Квалитет поновног узорковања звука утиче и на верност звука и на трошкове обраде.
Улазно мапирање преводи физичке притиске на дугме у сигнале виртуелног контролера. РетроПие користи двослојни систем-: ЕмулатионСтатион мапира физичке улазе за навигацију кроз мени, док РетроАрцх управља-контролама игре. Контролери засновани на ГПИО{4}}у користе софтвер као што је ГПИОНект који креира виртуелни уређај за игру на нивоу кернела, који изгледа идентичан УСБ контролерима из перспективе емулатора.
Екран и аудио интеграција
Технологија екрана у основи обликује корисничко искуство. СПИ екрани комуницирају серијски, преносећи податке о пикселима један по бит преко заједничких пинова. Ово ограничава брзину освежавања-већине 3,5-сПИ екрана од максимално 30-40 кадрова у секунди, што је довољно за старије наслове, али је проблематично за игре са брзим темпом. Фбцп-или9341 драјвер омогућава хардверски СПИ на 80МХз, побољшавајући перформансе, али захтева компилацију модула кернела.
ХДМИ екрани нуде подршку за матичну резолуцију и могућност 60 кадрова у секунди, али компликују дизајн преносивих уређаја. Мини ХДМИ на микро ХДМИ адаптери уводе тачке механичког напрезања склоне квару. Провођење каблова мора да узме у обзир потрошњу енергије екрана; покретање одвојених водова од 5В директно из кола батерије спречава пад напона који узрокује треперење екрана током скокова оптерећења процесора.
Функционалност додира на отпорним екранима захтева калибрацију. Библиотека тслиб мапира физичке координате додира за приказ пиксела кроз матрицу за калибрацију од 7 тачака. Капацитивни екрани осетљиви на додир комуницирају преко И2Ц протокола, извештавајући до 10 истовремених додирних тачака, али троше додатне ГПИО пинове и захтевају компатибилне драјвере кернела.
Аудио имплементација обично користи ПВМ (Пулсе Видтх Модулатион) за основни излаз или И2С (Интер-ИЦ Соунд) за квалитетне резултате. Пи уграђени-утикач од 3,5 мм производи прихватљив, али бучан звук, са звучним шиштањем током тихих пролаза. Наменски ДАЦ модули као што је ПЦМ5102А повезују се преко И2С пинова (ГПИО 18, 19, 21) и испоручују 24-бит/192кХз аудио са односом сигнал-шумом већим од 100дБ.
Захтеви за појачање зависе од импедансе звучника. Мали звучници од 8 ома од 0,5 В упарују се са појачалима ПАМ8403 класе Д који испоручују 3 В по каналу уз ефикасност од 90%. Контрола јачине звука се дешава или преко хардверских потенциометара повезаних са појачалом или софтверским мешањем у АЛСА (Напредна Линук архитектура звука), при чему ово последње уводи мање кашњење, али омогућава прецизну дигиталну контролу.
Имплементација ГПИО контролера
ГПИО (Генерал Пурпосе Инпут/Оутпут) заглавље обезбеђује 26 употребљивих пинова за улазе тастера након што се урачунају напајање, уземљење и пинови резервисани за комуникацију на екрану. Сваки улазни пин конфигурисан са унутрашњим 50-килохмским отпорником за повлачење има напон од 3,3В када није притиснуто ниједно дугме. Притиском на дугме повезано између пина и масе повлачи се напон на 0В, стварајући промену стања која се може открити.
Софтверско уклањање одбијања спречава лажне окидаче од механичког одбијања прекидача. Типична имплементација узоркује стање пина сваких 10 мс, потврђујући притисак када се три узастопна читања поклопе. Хардверско одбијање помоћу кондензатора од 100нФ преко терминала прекидача обезбеђује чистије сигнале, али додаје број компоненти и захтеве за простором.
Скенирање матрице смањује употребу пинова за верзије са дугмадима 16+. Матрица 4к4 користи осам ГПИО пинова-четири излаза и четири улаза. Софтвер секвенцијално укључује сваки излазни ред док чита улазне колоне, откривајући које дугме(а) су притиснуте. Брзина скенирања мора да пређе 100Хз да би се спречили пропуштени улази током брзих секвенци дугмади, уводећи сложеност времена у главну програмску петљу.
Напредне верзије укључују аналогне улазе за џојстике. Пи нема изворне аналогне-у-дигиталне претвараче, који захтевају екстерне АДЦ чипове попут АДС1115 повезане преко И2Ц. Сваки џојстик користи два аналогна канала за Кс и И осе, извештавајући вредности од 0-65535 које софтвер мапира на -32768 до +32767 за РетроАрцх компатибилност.
Разматрања о термичком управљању
Распберри Пи БЦМ2711 СоЦ (на Пи 4) или БЦМ2710А1 (на Пи Зеро 2 В) генерише значајну топлоту током дуготрајних оптерећења. Без термичког управљања, ЦПУ гаси са 1,8 ГХз на 1,0 ГХз на 80 степени да би спречио оштећење, узрокујући изненадне падове брзине кадрова током игре.
Пасивно хлађење коришћењем алуминијумских хладњака са термолепљивим јастучићима распршује 2-3В конвекцијом. Површина хладњака и дизајн ребара одређују капацитет хлађења - хладњак 15к15к10мм са вертикалним ребрима може одржавати температуру 10-15 степени испод амбијенталне током умерених оптерећења.
Активно хлађење са 30к30мм 5В вентилаторима покреће 1-2 ЦФМ ваздуха, омогућавајући континуирани рад у турбо режиму. Контрола вентилатора преко ГПИО модулације ширине импулса прилагођава брзине на основу очитавања температуре ЦПУ-а из /сис/цласс/тхермал/тхермал_зоне0/темп. Имплементација хистерезе (покретање вентилатора на 65 степени, али не заустављање до 55 степени) спречава брзи циклус који је чујан и досадан.
Дизајн кућишта критично утиче на проток ваздуха. Вентилациони отвори постављени за попречни -проток-усис у близини процесора, издувни насупрот-стварају доследно кретање ваздуха. Чврста пластична кућишта без вентилације могу да задрже топлоту, изазивајући топлотно пригушивање чак и са причвршћеним расхладним елементима. 3Д-штампаним кућиштима са унутрашњим потпорним структурама које не блокирају проток ваздуха оптимизују и хлађење и интегритет структуре.
Процес склапања и уобичајене замке
Физичка конструкција почиње тестирањем компоненти ван кућишта. Повезивање Пи са монитором преко ХДМИ-ја док се СД картица покреће РетроПие верификује основну функционалност пре додавања сложености екрана и контролера. Овај дијагностички корак спречава решавање проблема са склопљеним јединицама где је приступ кабловима отежан.
Грешке у идентификацији ГПИО пинова узрокују највеће фрустрирајуће кварове. Заглавље са 40-пинова има пинове од 1-40, али се ГПИО бројеви разликују - физички пин 11 је ГПИО 17. Коришћење БЦМ шеме нумерисања у софтверу док се физичко повезивање са бројевима плоче ствара неслагање које је тешко дијагностиковати. Штампање пиноут дијаграма и верификација мултиметром штеди сате отклањања грешака.
Квалитет лемног споја одређује поузданост. Спојеви за хладно лемљење-сјајне, конвексне перле-имају висок отпор који узрокује повремене везе док се спој загрева током рада. Правилни спојеви изгледају глатки, конкавни и загасито сиви, што указује на потпуну фузију метала. Остаци флукса који су остали на плочама могу изазвати цурење струје између суседних пинова, посебно проблематично у влажном окружењу.
Механичко оптерећење спојева доводи до прераног квара. Микро УСБ порт Пи Зеро-а издржава приближно 5.000 циклуса уметања пре него што се одвоји од ПЦБ-а. Лемљење жица за напајање директно на тестне плочице елиминише ову тачку квара, али поништава гаранције. Коришћење растерећења затезања на свим кабловским везама-врући лепак је изненађујуће ефикасан-спречава савијање које замара лемне спојеве.
Компатибилност СД картице неочекивано утиче на стабилност. Не подносе све картице брзе мале записе које генерише емулација. Картице класе 10 или УХС-1 са високим ИОПС насумичним уписивањем раде боље од картица оптимизованих за секвенцијалну{5}}брзину{7}}. Оригиналне СанДиск или Самсунг картице показују знатно мање проблема са оштећењем датотека него алтернативе без имена, упркос идентичним спецификацијама на папиру.
Технике оптимизације перформанси
Оверклок гура хардвер даље од оцењених спецификација за боље перформансе емулације. Подразумевана АРМ Цортек-А53 језгра Пи Зеро 2 В од 1 ГХз могу да достигну 1,2-1,3 ГХз уз одговарајуће хлађење, побољшавајући брзину кадрова за ПлаиСтатион 1 са 40 фпс на 55 фпс у захтевним насловима. Конфигурација се дешава у /боот/цонфиг.ткт подешавањем арм_фрек=1200 и повећањем пренапона=4 да би се стабилизовала виша фреквенција.
Алокација ГПУ меморије балансира видео перформансе у односу на системску РАМ меморију. РетроПие подразумевано распоређује 256МБ ГПУ-а на Пи моделима од 1ГБ. Смањење на 128 МБ ослобађа меморију за процесе емулације док и даље обезбеђује довољно видео бафера за 720п излаз. Параметар гпу_мем у цонфиг.ткт контролише ову поделу.
Гувернери кернела утичу на понашање скалирања фреквенције процесора. Гувернер „ондеманд“ прилагођава фреквенцију на основу оптерећења, али уводи кашњење током прелаза. Пребацивање на регулатор „перформанси“ закључава ЦПУ на максималној фреквенцији, обезбеђујући доследно време кадра по цену повећане потрошње енергије и производње топлоте. Ово је најважније током Н64 или Дреамцаст емулације где су приметна тренутна успоравања.
Локација РОМ меморије значајно утиче на време учитавања. Чување РОМ-ова на брзој партицији СД картице (основни систем датотека) учитава игре 2-3к брже него са спорог УСБ стицка. Мрежно складиштење преко СМБ дељења уводи променљиво кашњење које изазива застој звука када је мрежа загушена.
Оптимизација схадера захтева селективну употребу. Сцанлине схадери троше минималне ресурсе, додајући мање од 5% ГПУ оптерећења. Напредни сејдери као што је ЦРТ-Роиале са ефектима цветања могу да потроше 40-50% капацитета ГПУ-а, што доводи до пада оквира на споријем хардверу. Тестирање утицаја сваког схадера на стварну брзину кадрова уместо ослањања на описе спречава проблеме са репродукцијом.
Варијације комплета и компромиси дизајна
Комерцијални комплети као што је ПиБои ДМГ обезбеђују унапред-састављене штампане плоче са интегрисаним матрицама дугмади, појачивачима звучника и управљањем батеријом у кућишту у стилу Гаме Бои-. Ово поједностављује монтажу за повезивање тракастих каблова и инсталирање Пи, али ограничава прилагођавање и често кошта 80-120 долара само за шкољку пре додавања Пи и батерије.
Уради сам конструкције нуде потпуну контролу на рачун сложености. Набавка појединачних компоненти-екрана, дугмади, батерије, кола за пуњење, кућишта-захтева истраживање компатибилности и разумевање електричних спецификација. Потпуно прилагођена конструкција може коштати 60-80 долара у материјалима, али захтева 15-25 сати дизајна, 3Д штампања, ожичења и решавања проблема.
Избор фактора облика значајно утиче на ергономију. Вертикални распореди у стилу Гаме Бои-природни су за 8-битне и 16-битне игре, али недостају аналогне контроле. Хоризонтални дизајни који подсећају на ПлаиСтатион Портабле прихватају двоструке аналогне штапове, али повећавају ширину изван џепне преносивости. Конструкције у стилу преклопне шкољке штите екран, али компликују механизме шарки и захтевају два екрана са одвојеном конфигурацијом драјвера.
Величина екрана у односу на трајање батерије представља стални компромис. 5-инчни ХДМИ екран троши 600-700мА, док 3,5-инчни СПИ екран користи 200-250мА. Та разлика од 400мА значи отприлике два сата рада на типичним батеријама од 4000мАх. Градитељи који дају предност маратонским играма бирају мање екране упркос смањеној видљивости.
Варијације квалитета компоненти муче ДИИ конструкције. Генерички АлиЕкпресс дисплеји могу да уштеде 15 долара, али стижу са мртвим пикселима, лошим угловима гледања или нетачном документацијом драјвера. Назив-бренд Вавесхаре или Адафруит делови коштају више, али укључују поуздану документацију и подршку заједнице. Уштеђено време за решавање проблема оправданих брендова обично превазилази премију цене.
Конфигурација софтвера Дееп Диве
Почетно подешавање РетроПие-а захтева писање ОС слике на СД картицу помоћу алата као што је Распберри Пи Имагер. Прво покретање проширује систем датотека да искористи пун капацитет картице и покреће чаробњак за конфигурацију контролера ЕмулатионСтатион-а. Овај чаробњак мапира физичке улазе у слој апстракције РетроАрцх контролера-сваки притисак на дугме чува шифру кључа који РетроАрцх преводи у емулиране улазе конзоле.
БИОС датотеке омогућавају тачну емулацију за одређене системе. ПлаиСтатион 1 захтева СЦПХ1001.БИН (НТСЦ) или СЦПХ7502.БИН (ПАЛ) датотеке које садрже Сонијев оригинални код за покретање. Они се налазе у /хоме/пи/РетроПие/БИОС/ и морају одговарати одређеним МД5 контролним сумама да би се потврдила аутентичност. Без исправних БИОС датотека, игре или не успевају да се покрену или показују нетачно понашање као што је недостатак звука или графички проблеми.
Методе преноса РОМ-а се крећу од УСБ стицка (најспорије, најкомпатибилније) до СФТП преко мреже (најбрже, захтева конфигурацију). УСБ метода укључује креирање фасцикле „ретропие“ на дисковима форматираним ФАТ32-, уметање у Пи, чекање да ЛЕД индикатор престане да трепери док се структура фолдера генерише, затим копирање РОМ-ова у одговарајуће системске фасцикле (/ретропие/ромс/снес, /ретропие/ромс/нес, итд.). Мрежни пренос омогућава превлачење-и испуштање са било ког рачунара када се Самба дељења омогући преко РетроПие скрипте за подешавање.
Сцрапинг метаподатака обогаћује библиотеку игара насловном графиком, описима и датумима објављивања. Уграђени-сцрапер упити СцреенСцрапер или ТхеГамесДБ АПИ, преузимајући слике и податке за сваки откривени РОМ. Великим библиотекама (300+ игрицама) је потребно неколико сати да се скрежу пошто бесплатни АПИ налози остварују-ограничење захтева. Ручно копирање специфичних наслова проблема функционише боље од поновног-прекидања свега када дође до ажурирања.
Прилагођене теме персонализују интерфејс изван РетроПие-ове подразумеване плаве естетике. Теме као што су ЦомицБоок, ТронкиФран или Магазинемаднесс се инсталирају преко менија за подешавање РетроПие, мењајући изглед, фонтове и презентацију уметничког дела. Неке теме захтевају додатне ресурсе као што су прилагођени фонтови или одређене резолуције слика, што повећава захтеве за складиштење са 500 МБ на преко 2 ГБ за медијске{4}}тешке дизајне.
Решавање уобичајених проблема
Црни екран при покретању обично указује на неадекватност напајања или погрешну конфигурацију екрана. Провера 5В између ГПИО пинова 2 и 6 помоћу мултиметра потврђује испоруку енергије. Ако напон падне испод 4,75 В током покретања, круг батерије нема довољан струјни капацитет. Проблеми са екраном често потичу од нетачних /боот/цонфиг.ткт параметара-коментарисања свих уноса у вези са приказом-дтоверлаи-а и ХДМИ принудних опција се враћају на подразумеване вредности ради дијагнозе.
Уноси контролера који се не региструју обично значе неподударање ГПИО бројева или софтвер који не ради. Команда судо системцтл статус гпионект.сервице потврђује да је управљачки програм ГПИО контролера исправно учитан. Провера /вар/лог/сислог грешака као што је „ГПИО је већ у употреби“ указује на сукобе са другим услугама или драјверима који траже исте пинове.
Проблеми са звуком се манифестују као недостатак звука, пуцкетање или нетачни нивои јачине звука. Алат командне линије-алсамикер приказује и прилагођава нивое миксера-притиском на Ф6 бира се звучна картица (бцм2835 за уграђени-аудио, УСБ ДАЦ називи за екстерни), а тастери са стрелицама подешавају јачину звука канала. ПЦМ канал контролише укупни излазни ниво, док специфични канали игре управљају појединачним звуком емулатора. Пуцкетање при великим јачинама често значи да клипинг појачала-смањује јачину звука уместо да повећава појачање.
Успоравања емулације упркос адекватном хардверу обично произилазе из неоптималних видео драјвера или прекомерног оптерећења схадера. Прелазак са фбцп-фбтфт на фбцп-или9341 за СПИ екране може побољшати брзину кадрова за 50-100% кроз оптимизовано руковање СПИ трансакцијама. Онемогућавање функција за покретање-унапред и премотавање уназад у РетроАрцх-у смањује оптерећење ЦПУ-а по цену губитка квалитетних-функција.
Проблеми са ВиФи везом муче Пи Зеро В када ГПИО пинови ометају антену. Унутрашња антена заузима крај ПЦБ-а где се монтирају ГПИО заглавља, а оближње ожичење може изазвати деподешавање. Држање ожичења дугмета даље од последњих 15 мм плоче или додавање УСБ ВиФи кључева (који троше ГПИО пинове као компромис) решавају тврдоглаве проблеме са повезивањем.
Напредне функције и модификације
Стања чувања омогућавају тренутну суспензију и наставак игре, што је кључно за преносиву игру. РетроАрцх складишти сачувана стања у /хоме/пи/РетроПие/статес/[систем]/[гаме].стате датотеке, узимајући од 50КБ до 2МБ у зависности од система. Функције аутоматског-сачувања се покрећу при изласку из игара, али брзи приступ стању чувања преко комбинација интервентних тастера (Селецт+Р1 за чување, Селецт+Л1 за учитавање) пружа већу контролу током играња.
Системи постигнућа кроз интеграцију РетроАцхиевементс додају модерно праћење напредовања класичним играма. Након креирања налога и омогућавања функције у подешавањима РетроАрцх-а, систем се повезује на мрежи да би проверио достигнућа док играте. Ово захтева сталну интернет конекцију, која брже празни батерије и додаје сложеност преносивим конструкцијама.
Могућности за више играча превазилазе подршку за један-уређај за два- играча. Блуетоотх адаптери омогућавају упаривање бежичног контролера, иако Блуетоотх Пи Зеро-а дели пропусни опсег са ВиФи мрежом, што потенцијално узрокује скокове кашњења. Нетплаи функционалност омогућава онлајн игру за више играча, синхронизацију стања емулације између уређаја, али захтева ниске-везе са малим кашњењем и упаривање РОМ-ова са идентичним контролним сумама.
Прилагођени фирмвер као што је Батоцера нуди поједностављене алтернативе за РетроПие. Батоцера се покреће брже, укључује више унапред конфигурисаних система и подржава сложеније конфигурације-из--кутије, али нема опсежну документацију заједнице која почетницима олакшава решавање проблема са РетроПие-ом.
Проширење хардвера омогућава јединствене могућности. Додавање-модула сата реалног времена преко И2Ц одржава тачне временске ознаке када сте ван мреже. Акцелерометри повезани преко ГПИО омогућавају контролу покрета за игре које их подржавају. РГБ ЛЕД траке контролисане преко ГПИО пинова стварају амбијенталне светлосне ефекте синхронизоване са догађајима у игри кроз РетроАрцх функционалност ЛЕД драјвера.
Правна и етичка разматрања
Набавка РОМ-а заузима легално сиве зоне. Преузимање РОМ-ова за игре које физички не поседујете представља кршење ауторских права у већини јурисдикција. Личне резервне копије са ваших сопствених кертриџа су легалне у многим земљама, али заобилажење заштите од копирања (потребно за игре засноване на дисковима) крши ДМЦА одељак 1201 у Сједињеним Државама. Неке јурисдикције дозвољавају прављење резервних копија без ограничења заобилажења ДРМ-а.
БИОС датотеке се суочавају са сличним законским ограничењима. Екстраховање БИОС-а са сопствене конзоле је легално за личну употребу на већини места, али преузимање БИОС датотека-бајлова трећих страна, чак и за хардвер који поседујете, дистрибуира материјал заштићен ауторским правима. Поновне имплементације БИОС-а-отвореног кода постоје за неке системе, али пружају непотпуну компатибилност.
Домаће игре и слободно дистрибуирани РОМ-ови нуде легалне алтернативе. Сајтови као што су итцх.ио и БревПи хостују модерне игре дизајниране за ретро системе, креиране од стране независних програмера који изричито дозвољавају дистрибуцију. Они раде идентично као и комерцијални РОМ-ови уз поштовање закона о ауторским правима.
Услуге комерцијалне емулације као што је Нинтендо Свитцх Онлине показују да власници права настављају да уновчавају ретро библиотеке. Израда личних ручних уређаја за игре у стварном власништву се етички разликује од масовне дистрибуције РОМ-а, али правна разлика зависи од провере порекла коју је практично немогуће демонстрирати.
Очекивања перформанси по систему
8-битне и 16-битне конзоле раде беспрекорно на свим Пи моделима. НЕС, СНЕС, Гаме Бои, Генесис и слични системи постижу савршену брзину кадрова чак и на Пи Зеро хардверу. Ови емулатори су толико зрели и оптимизовани да троше минималне ресурсе, остављајући простора за напредне шејдере и функције за напредовање које смањују улазну латенцију испод оригиналног хардвера.
32-генерација уводи резултате зависне од{10} платформе. ПлаиСтатион 1 игре добро раде на Пи 3 и новијим моделима, постижући пуну брзину у већини наслова. Пи Зеро 2 В на адекватан начин рукује лакшим ПС1 играма (РПГ, 2Д борци), али се бори са 3Д-интензивним насловима као што су Црасх Бандицоот или Теккен 3. Емулација Сега Сатурна је и даље лоша на свим Пи моделима због сложене вишепроцесорске архитектуре система.
Н64 емулација наглашава Пи ограничења упркос супериорним спецификацијама. Неконвенционалну архитектуру Нинтендо 64-МИПС Р4300и ЦПУ, РЦП копроцесор и Рамбус РАМ-показује се тешким за ефикасно опонашање. Чак и на оверклокованом Пи 4 хардверу, популарни наслови попут ГолденЕие 007 и Перфецт Дарк показују недоследности у брзини кадрова и графичке артефакте. Пи-специфични Н64 емулатори као што је Мупен64Плус-ГЛидеН64 оптимизују за АРМ процесоре, али и даље не испуњавају аутентичне перформансе.
Ручне конзоле пружају бољу компатибилност од кућних система из еквивалентних ера. Гаме Бои Адванце емулација ради глатко на Пи Зеро 2 В и новијим, са скоро-савршеном прецизношћу. Нинтендо ДС емулација захтева минимум Пи 3 за брзину кадрова која се може играти, а чак и тада, 3Д-тешки наслови се боре. ПСП емулација у суштини није-функционална на било ком Пи због сложене графичке архитектуре система и високе резолуције.
Аркадна емулација варира у зависности од РОМ сета и МАМЕ верзије. Класичне аркадне игре раних-80-их (Пац-Ман, Донкеи Конг, Галага) раде на било ком Пи. Аркадном хардверу из касних 80-их (Стреет Фигхтер ИИ, Мортал Комбат) је потребан Пи 3 минимално. 90 игре са великим бројем сприте-ова (Марвел вс. Цапцом, Метал Слуг) захтевају оверклокан Пи 4 за конзистентне перформансе. Усклађивање РОМ верзија са верзијом МАМЕ (0,78 РОМ-ова за МАМЕ 2003 на старијем Пис-у, 0,139 за МАМЕ 2010 на новијем хардверу) је критично.
Будући-путеви провере и надоградње
Модуларни дизајн омогућава замену компоненти без потпуне реконструкције. Коришћење стандардизованих конекција-ГПИО заглавље за дугмад, микро ХДМИ за екране, УСБ за контролере-омогућава надоградњу на новије Пи моделе чим се издају. Надоградња Пи Зеро 2 В на Пи 3А+ одговара идентичним димензијама уз четвороструко повећање процесорске снаге.
Проширење складишта проширује величину библиотеке изван ограничења СД картице. УСБ меморија се аутоматски монтира у РетроПие, са РОМ фасциклама које су симболично повезане са /хоме/пи/РетроПие/ромс у /медиа/усб0/ретропие/ромс. Ово ослобађа складиште игара са СД картице, на којој се налази само ОС и софтвер за емулатор, смањујући хабање-циклуса писања.
Побољшања технологије батерија побољшавају преносивост. Модерне 21700 литијумске ћелије пакују 4000-5000 мАх у пакетима нешто већим од традиционалних 18650 ћелија. Батерије већег капацитета продужавају време рада, али повећавају тежину и балансирање запремине. Ови фактори зависе од образаца коришћења и приоритета фактора облика.
Варијанте рачунарског модула омогућавају прилагођени хардвер-високих перформанси. Пи Цомпуте Модуле 4 пружа перформансе Пи 4-нивоа у СОДИММ фактору величине 55к40мм, савршен за ултра{10}}компактне градње. Прилагођене носеће плоче директно интегришу специфичне периферне уређаје, елиминишући гнезда пацова са краткоспојним жицама. Међутим, ЦМ4 конструкције захтевају вештине пројектовања ПЦБ-а и подешавања производње у малим серијама.
Побољшања вођена{0}}заједницом непрестано оптимизују емулацију. Либретро ажурирања језгра стижу месечно, побољшавајући прецизност и перформансе. Након развоја РетроПие-а преко ГитХуб репозиторија и форума, откривају се предстојеће функције и побољшања компатибилности због којих вреди ажурирати.
Често постављана питања
Могу ли да користим Распберри Пи 5 за ручну израду?
Пи 5 захтева 5В на 5А (25В), знатно више него што обично обезбеђују батерије. Његове предности у погледу перформанси не представљају бољу емулацију система са којима Пи 4 већ добро управља. Држите се Пи 4 или Зеро 2 В за бољу енергетску ефикасност у преносивим конструкцијама.
Колико дуго траје монтажа за-конструкцију по први пут?
Очекујте 15-25 сати распоређених на више сесија. Тестирање компоненти траје 2-3 сата, подешавање софтвера 3-5 сати, физичко састављање 6-10 сати, а решавање проблема обично траје још 4-7 сати за прве верзије. Искуство значајно смањује време наредних пројеката.
Да ли су ми потребне вештине лемљења да бих направио ручни уређај?
Основно лемљење је скоро неизбежно осим ако се не користе комплети са унапред{0}}састављеним штампаним плочама. Повезивање каблова за напајање, ГПИО пинова за дугмад и жице звучника захтевају лемљење. Прескочне везе у стилу матичне плоче- раде за израду прототипа, али нису механички поуздане у преносивим уређајима који су подложни кретању и вибрацијама.
Колико је стварно-светско трајање батерије?
Типични системи са Пи Зеро 2 В, екраном од 3,5 инча и батеријом од 4000 мАх постижу 3-4 сата активног играња. Пи 4 верзије са већим екранима се брже троше, у просеку 2-2,5 сата. Стварно време рада зависи од осветљености екрана, система који се емулира и од тога да ли су ВиФи/Блуетоотх активни.
Да ли ови ручни рачунари могу да играју модерне игре?
Не. Распберри Пи хардверу недостаје процесорска снага за било шта осим 3Д игара из ПС1 ере. Неке лагане индие игре компајлиране за АРМ Линук могу се покренути, али РетроПие се фокусира искључиво на ретро емулацију, а не на модерно играње.
Постоје ли правни ризици за њихову изградњу?
Изградња хардвера је потпуно легална. Правна сива зона укључује куповину РОМ-а-преузимање игара које не поседујете крши ауторска права. Личне резервне копије са кертриџа у власништву су легалне у многим јурисдикцијама, мада резервне копије засноване на дисковима-могу да крше -законе о заобилажењу у зависности од локације.
Закључак Мисли
Привлачност Распберри Пи ручних уређаја превазилази носталгију или уштеду трошкова. Ови пројекти подучавају основне концепте електронике-регулације напона, протокола серијске комуникације, улазно/излазних интерфејса-кроз практичну примену, а не апстрактну теорију. Када ваш спој за лемљење пукне и дугме Старт престане да ради усред-игре, научићете праве вештине решавања проблема које уџбеници не могу да пренесу.
Оно што разликује успешне верзије од напуштених матичних плоча је реалистична{0}}очекивања. Ово није уметање кертриџа у фабричке конзоле-већ отклањање грешака зашто ГПИО 17 чита високо када би требало да чита ниско, или зашто ваша брзина кадрова опада са 60 кадрова у секунди на 45 кадрова у секунди када батерија падне испод 3,6 В. Задовољство не долази од савршене емулације, већ од решавања проблема које сте креирали сопственим дизајнерским одлукама.
Заједница око ових зграда остаје изванредна подршка. Странци на форумима дијагностикују проблеме са регулатором напона на основу замућених фотографија очитавања мултиметра. Неко објављује ГитХуб спремиште са тачним мапирањем пинова за екран који користите. Ово заједничко решавање{3}}проблема трансформише оно што би могла да буде фрустрирајућа изолација у заједничко искуство учења.
Што је најважније, изградња Распберри Пи ручног уређаја пружа увид у то како сва потрошачка електроника функционише на фундаменталним нивоима. Та црна кутија са ознаком „паметни телефон“ или „лаптоп“ постаје мање мистериозна када ручно повежете дугмад за прекидање пинова и конфигуришете модуле кернела за откривање освежавања екрана. Дигитални свет постаје опипљив-буквално, у облику уређаја који можете да држите и разумете јер сте сами саставили сваку компоненту.