Wenn Sie einen Raspberry Pi verwenden, verwenden Sie wahrscheinlich Raspberry Pi OS oder ein anderes Linux-basiertes Betriebssystem. Ob es sich um Kodi oder eine Retro-Gaming-Suite handelt, es gibt ein zugrunde liegendes Linux-Betriebssystem.
Emulation ist hier besonders hinterhältig. Die Emulatoren benötigen ein Betriebssystem, auf dem sie ausgeführt werden können, und fast alle verwenden eine abgespeckte Version von Raspberry Pi OS oder einen früheren Raspbian-Build.
Aber was wäre, wenn es möglich wäre, Emulatoren auf dem Raspberry Pi ohne Betriebssystem auszuführen? Nun, es ist. Hier finden Sie alles, was Sie wissen müssen, um mit der Bare-Metal-Emulation auf dem Raspberry Pi zu beginnen.
Was ist ein Emulator?
Das Internet ist voll von Erklärungen, was ein Emulator ist (und was nicht). Im einfachsten Fall ist ein Emulator eine Software, die Programme, die für eine Plattform geschrieben wurden, auf einer anderen ausführt. So möchten Sie zum Beispiel vielleicht laufen
Android-Software unter Windows. Dies erfordert einen Android-Emulator.Viele verschiedene Emulatoren sind verfügbar. Die meisten Computer, Konsolen und Arcade-Systeme können auf Computern einschließlich des Raspberry Pi emuliert werden. Diese sind in Systemen wie RetroPie, Recalbox und Lakka verfügbar. Gemeinsam ist diesen Tools, dass die Emulatoren alle unter Linux laufen.
Es ist leicht, Emulation mit virtuellen Maschinen zu verwechseln, aber diese sind tatsächlich ziemlich unterschiedlich, obwohl das Endergebnis für das ungeübte Auge identisch erscheinen mag.
Wie ein Standardemulator führt ein Bare-Metal-Emulator Programme, die für ein System bestimmt sind, auf einem anderen aus. Der Unterschied besteht darin, dass es kein zugrunde liegendes Betriebssystem gibt; der Emulator läuft auf dem „Bare Metal“ des Computers. In diesem Fall wäre dieser Computer ein Raspberry Pi.
Wenn Sie einen Emulator auf einem Raspberry Pi verwenden, teilt er normalerweise Hardwareressourcen mit Raspberry Pi OS (oder einer Retro-Gaming-Suite). Dies bedeutet, dass es ein Betriebssystem, integrierte Tools, jede andere laufende Software, den Emulator und die emulierte Software gibt, die alle um Prozessor, RAM, Speicher und sogar Ports konkurrieren.
Dies kann zu Latenz führen und die Emulation verlangsamen.
Bei einem Bare-Metal-Emulator ist die Latenz minimal, da kein Betriebssystem vorhanden ist.
Für den Raspberry Pi wurden mehrere Bare-Metal-Emulatoren entwickelt. Diese stammen größtenteils aus der 8-Bit-Computing-Ära.
Bare-Metal-Emulatoren sollten heruntergeladen und auf eine microSD-Karte kopiert werden. Spezifische Anweisungen für jedes Tool finden Sie in den entsprechenden Download-Links. Beachten Sie, dass der Raspberry Pi in den meisten Fällen einfach heruntergefahren werden kann, während ein Bare-Metal-Emulator verwendet wird. Außerdem wird das Hot-Swapping von USB-Geräten normalerweise nicht unterstützt, also schließen Sie Geräte an, bevor Sie das Gerät einschalten.
1. ZX-Baremulator (ZX-Spektrum-Emulator)
Das 1982 eingeführte Sinclair ZX Spectrum war 10 Jahre lang ein wichtiger Treiber der aufstrebenden Heimcomputer- und Videospielindustrie in Europa. Sie können es natürlich auf einem Raspberry Pi emulieren und die Bare-Metal-Emulation mit dem ZX Baremulator genießen.
Diese Software bietet einige nützliche zusätzliche Bildschirme. Eines ist eine Tastaturreferenz (der ZX Spectrum hatte viele Befehle für jede Taste) und das andere ermöglicht es Ihnen, zu ladende Bandbilder zu durchsuchen und auszuwählen.
Erfahren Sie mehr in unserem Ratgeber zu Einrichten von ZX Baremulator auf einem Raspberry Pi.
Herunterladen:ZX Baremulator (Frei)
2. Faux86 (8086 klassischer PC-Emulator)
Dies ist ein Open-Source-Bare-Metal-Emulator, der entwickelt wurde, um klassische PCs mit CGA / EGA / VGA-Anzeige auszuführen. Es emuliert 8086- und 80186-Befehlssätze und verfügt über PC-Lautsprecher-, Adlib- und Soundblaster-Emulation.
Kurz gesagt, Faux86 sollte alles ausführen, was bis Mitte der 1990er Jahre für einen IBM-kompatiblen PC geschrieben wurde. Wenn es auf MS-DOS läuft, sollte es auf diesem laufen.
Beachten Sie, dass der Bare-Metal-Emulator Faux86 keine Unterstützung für großen Speicher bietet. Der Entwickler empfiehlt: „Verwenden Sie eine SD-Karte mit geringer Kapazität und flashen Sie das Image als 32-MB-Karte.“
Herunterladen:Faux86 (Frei)
Wie der Sinclair ZX Spectrum war der Dragon 32 ein in Großbritannien gebauter Computer, der in Fabriken in Wales zusammengebaut wurde. (Interessanterweise werden viele Raspberry Pis auch in Wales zusammengebaut).
Ein seltener Computer, der nicht die Reichweite anderer britischer Computer hatte, der Dragon 32 (ähnlich dem Tandy TRS-80 Color Computer) ist dennoch eine faszinierende Wahl für die Emulation. Trotz dieses Namens seiner Hardware-Brüder spielen jedoch viele Dragon 32-Spiele in Monochrom.
Ein einziger Tastaturbefehl (F1) startet den ROM- und CAS-Dateimanager des Emulators.
Herunterladen:Dragon-32-Rpi-Bare-Metal (Frei)
4. BMC64 (Commodore 64-Emulator)
Fans des Heimcomputers Commodore 64 dürften mehr an BMC64 interessiert sein. Mit diesem Bare-Metal-Emulator für Raspberry Pi können Sie Commodore 64-, C128-, Vic20-, Plus/4- und PET-Software ausführen und haben eine schnelle Startzeit.
Es gibt auch Unterstützung für die Verkabelung von C64- und Atari-kompatiblen Joysticks mit dem GPIO und sogar Unterstützung für eine echte C64-Tastatur. Das heißt, sollten Sie einen C64 mit einem defekten Mainboard haben, könnten Sie ihn durch einen Raspberry Pi mit BMC64 ersetzen.
Beachten Sie, dass BMC64 nur mit den Modellen Raspberry Pi 2, 3 und Zero kompatibel ist.
Herunterladen: BMC64 (Frei)
5. CS107E-GB-Emulator (Nintendo Game Boy)
Der CS107E-GB-Emulator wurde von Studenten für einen Computerkurs in Stanford entwickelt und läuft auf einem originalen Raspberry Pi (Sie werden ihn wahrscheinlich nicht auf einem Raspberry Pi 4 zum Laufen bekommen).
Wie die GitHub README.md-Datei besagt:
„Das Schöne am GameBoy im Allgemeinen ist, dass er kein BIOS hat. Insbesondere wird die Gesamtheit eines bestimmten Spiels direkt von Op-Codes aus dem ROM des Spiels ausgeführt, was es zu einer interessanten Plattform macht, für deren Emulation keine proprietäre Software erforderlich ist.“
Dieser Bare-Metal-Emulator ist ein großartiges Beispiel für die Zeit, den Aufwand und die Forschung, die in die Entwicklung dieser Projekte fließen. Ich empfehle Ihnen, die Notizen zu diesem Projekt zu überprüfen, einschließlich der Zuschreibungen.
Herunterladen:CS107E-GB-Emulator (Frei)
Emulatoren sind nicht die einzige Bare-Metal-Erfahrung auf dem Raspberry Pi. Eine GitHub-Suche nach „Bare-Metal-Raspberry Pi“ zeigt alle Arten von Projekten. Sie könnten einen Synthesizer, ein grundlegendes Betriebssystem und sogar Spiele haben, die direkt auf dem Computer ohne Linux-Betriebssystem ausgeführt werden.
In jedem Fall kann der Raspberry Pi Software mit oder ohne das Debian-basierte Raspberry Pi OS ausführen. Wenn Sie noch nicht darüber hinausgeschaut haben, ist es jetzt an der Zeit, Ihren Raspberry Pi wirklich zu pushen.