BeagleBone Black设计:迟来4年的掌机实现（FC、世嘉、GBA）

anananjjj

BeagleBone Black设计:迟来4年的掌机实现（FC、世嘉、GBA） [复制链接]

 

      14年设计的扩展板（https://bbs.eeworld.com.cn/thread-440975-1-1.html）最初是为了搞一个掌机模拟器来玩玩，但是当时驱动没有调好，再加上理解不到位，始终没有实现啊！最近有时间了，在网上检索发现了一篇文章：访问了他的Github:https://github.com/bear24rw， 将用得到的源码fork到自己的账户下，在他移植开发的基础上进行了修改，最终实现了三款模拟器在我的开发板上的运行和测试：

        执行make前一定要修改系统时间。因为电路板没有添加RTC模块，每次开机时时间都会重置，直接执行make的话，会出现：

make[1]: warning:  Clock skew detected.  Your build may be incomplete.的提示，就是因为系统时间可能比文件的修改时间还要早。make是靠文件时间的先后决定某个文件是否需要编译的，所以不先修改系统时间的话基本上一定会导致make不完全。

修改系统时间的方法：执行：

date 0918141618.30  

1、首先是fc模拟器：FCEUX(支持nes ): https://github.com/bear24rw/gamingcape_fceu
      这里用到了scons这个编译工具，scons的安装是基于python的，所以按顺序整个安装过程分三步：下载Python，用Python安装scons，用scons安装fceux。最新官方的SDK文件系统中支持python，所以python不必安装。

     安装scons：到官网(http://www.scons.org)下载下来以后在电路板上解压安装，我安装的版本为“scons-2.3.0”，cd到scons所在目录执行：

   python setup.py install稍等一段时间，终端会显示编译安装完成，此时电路板上就支持scons工具了。接下来就要利用scons编译FCEUX模拟器：cd到fceux所在目录执行：scons等待20分钟或更长（在电路板上编译程序感觉就是慢），编译完成后在scons所在目录/src/目录内会生成可执行文件fceux，就是我们要的模拟器。将此文件拷贝至 /usr/bin下，就可以在任意目录下执行命令打开游戏，比如：fceux -fullscreen 1 -xres 320 -yres 240 -bpp 32 -sound 1 --volume 250 Snow\ Bros.nes具体打印：

具体执行效果：运行的是雪人兄弟

此处介绍的流程为我已经完成SDL库文件的编译的基础上，话说最坎坷的过程就是编译这个SDL，嵌套了好几个工具的编译：

SDL（Simple DirectMedia Layer）是一个自由的跨平台的多媒体开发包，适用于 游戏、游戏SDK、演示软件、模拟器、MPEG播放器和其他应用软件。
  基于SDL库目前已提供丰富的函数库，非常方便开发者使用。常用的如下：
    1、SDL_Image:提供显示多种格式的图像显示接口,它支持bmp,png,jpeg,gif,tiff等.
    2、SDL_Draw:提供画点线圆等几何图形的接口.
    3、SDL_ttf:提供显示TTF文字的接口.
    4、SDL_mixer:提供播放各种声音文件的接口.
    5、SDL_net:提供网络通信的接口.

1、SDL的移植

  下载地址 http://www.libsdl.org/download-1.2.php 。使用版本：SDL-1.2.15.tar.gz。

1.1配置

./c./configure --prefix=/home/anananjjj/sdl_arm --disable-pulseaudio--disable-video-nanox \-disable-video-qtopia --disable-static --enable-shared--disable-video-photon --disable-video-ggi \--disable-video-svga--disable-video-aalib --disable-video-dummy --disable-video-dga --disable-arts\--disable-esd --enable-alsa --enable-video-x11 --disable-nasm --enable-joystick--enable-input-tslib \-enable-video-fbcon --host=arm-linux-gnueabihf3

关键参数解释  

   --enable-input-tslib #支持tslib 触摸屏   

   --disable-x11 --enable-video-fbcon #关闭X11支持,打开framebuffer LCD输出     

   --disable-alsa #音频使用oss,如果使用--enable-alsa,必须先编译alsa-libs      

   --host=arm-linux #使用arm-linux-gcc编译工具.        

   --prefix=$PWD/../../output/arm_linux #SDL安装目录   

   --disable-joystick #去掉游戏杠支持      

CPPFLAGS,LDFLAGS主要是为 --enable-input-tslib准备。否则在依赖文件里(.libs/libSDL.lai)会采用 dependency_libs=' -lm/usr/local/lib/libts.la -ldl -lpthread'这样在ARM版明显错误。如果对触摸屏输入不敏感，可以直接 --disable-input-tslib     

而-liconv因为在扫描目录也有libiconv,这样自动加入依赖。以免编译其它SDL依赖库出错。

我自己碰到的错误具体过程：

编译fau的时候报错：X11      

      所以要重新编译SDL：enable-video-x11

这里编译报了错误，提示没有joystick的定义，所以必须加enable-joystick   

下载libX11进行编译：

./configure --prefix=/home/anananjjj/libX11_install --host=arm-linux-gnueabihf

make

file:///C:/Users/ANANAN~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg

错误： X11/Xtrans/Xtrans.h:No such file or directory

下载xtrans-1.2.7.tar.bz2，解压到src目录中，然后使用以上同样的方法配置和安装xtrans。

./configure --prefix=/home/anananjjj/libX11-1.5.0 --host=arm-linux-gnueabihf

make

make install

然后，继续编译libX11即可解决此问题。

又出现错误：

file:///C:/Users/ANANAN~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.jpg

X11/extensions/XKBproto.h:No such file or directory

下载kbproto-1.0.6.tar.bz2，解压到src目录中，然后使用以上同样的方法配置和安装xbproto。

./configure --prefix=/home/anananjjj/libX11-1.5.0 --host=arm-linux-gnueabihf

make

make install

然后，继续编译libX11即可解决此问题。

file:///C:/Users/ANANAN~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.jpg

3.6 X11/extensions/XI.h:No such file or directory

下载inputproto-2.2.tar.bz2，解压到src目录中，然后使用3.2同样的方法安配置和安装inputproto。

./configure --prefix=/home/anananjjj/libX11-1.5.0 --host=arm-linux-gnueabihf

make

make install

然后，继续编译libX11即可解决此问题。

file:///C:/Users/ANANAN~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.jpg

出现错误： xcb/xcb.h:No such file or directory

下载libxcb-1.8.1.tar.bz2，解压到src目录中，然后使用同样的方法配置和安装libxcb。在配置libxcb的过程中，会出现以下分支错误

file:///C:/Users/ANANAN~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.jpg

No package 'xcb-proto' found

    下载xcb-proto-1.7.1.tar.bz2，解压到src目录中，然后使用同样的方法配置和安装xcb-proto。

    然后，继续配置libxcb即可解决此问题。但是编译时还提示错误：

先执行：

./configure--prefix=/home/anananjjj/libxcb-1.9.1 --host=arm-linux-gnueabihf

make

make install

exportPKG_CONFIG_PATH=/home/anananjjj/libxcb-1.9.1/lib/pkgconfig

./configure--prefix=/home/anananjjj/libX11-1.5.0 --host=arm-linux-gnueabihf

make

make install

file:///C:/Users/ANANAN~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.jpg

接着出现错误：  X11/Xauth.h: No suchfile or directory

    在编译libxcb时，提示这个错误。下载libXau-1.0.7.tar.bz2，然后使用同样的方法配置和安装libXau。

    完成libXau的安装后，再编译libxcb，此时出现链接错误。

./configure--prefix=/home/anananjjj/libxcb-1.9.1 --host=arm-linux-gnueabihf

make

make install

export LD_LIBRARY_PATH=/home/anananjjj/libxcb-1.9.1/lib

export PKG_CONFIG_PATH=/home/anananjjj/libxcb-1.9.1/lib/pkgconfig

export C_INCLUDE_PATH=/home/anananjjj/libxcb-1.9.1/include

然后，重新编译，libX11！

file:///C:/Users/ANANAN~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.jpg

export LD_LIBRARY_PATH=/home/anananjjj/libX11-1.5.0/lib

export PKG_CONFIG_PATH=/home/anananjjj/libX11-1.5.0/lib/pkgconfig

export C_INCLUDE_PATH=/home/anananjjj/libX11-1.5.0/include

然后将上面的插件库libXau和libxcb重新编译一遍，以保证库文件的全套，否则编译模拟器还是会报错！！，路径为：

./configure --prefix=/home/anananjjj/libX11_install --host=arm-linux-gnueabihf

make

make install

好了，至此，在目录下：/home/anananjjj/libX11_install得到了完整的libX11库文件，这样libX11的交叉编译彻底完成，考入usr的各个目录下可进行工程的编译了！！

然后继续编译SDL并安装即可：

make

make install

至此，将SDL及其部分扩展库安装到/home/horo/arm/software/sdl_arm目录下，将目录下的所有文件拷贝到开发板中。

另外，编译完fceux后，运行还需要注意：交叉编译了SDL后将其动态库放入ARM板中，在运行测试程序员时出现：“No video mode large enough for XXXXX” 错误。

解决办法：

1.首先产看“/etc/fb.modes”文件，看其内容是否为空

   如果为空，运行命令#：fbset

   将会输出类似于以下的内容：

mode"800x480"                                                                                    

    geometry 800 480 800 480 16                                                                  

    timings 0 0 0 0 0 0 0                                                                        

    rgba 5/11,6/5,5/0,0/0                                                                          

endmode   

   将这段信息粘贴在/etc/fb.modes中，然后重新运行程序。

Fceux报错，说找不到cal.txt文件，在源代码中搜索，找到了beagleboy.cpp中对cal.txt的描述，需要将cal.txt文件放在home/root目录下！

这个cal.txt文件实际上ADC遥杆的校准值，以保证ADC遥杆能够正常使用！

调整系统声音可使用alsamixer工具

添加板载按键和遥杆的支持：

对于生成的“cal.txt”的方法，是calibrate.c测试文件生成的可执行文件生成的，具体测试程序为：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

int fd_x = -1;

int fd_y = -1;

int fd_a = -1;

int fd_b = -1;

int a = 0;

int b = 0;

int raw_joy_x = -1;

int raw_joy_y = -1;

// compensated values

int joy_x = -1;

int joy_y = -1;

// calibration values

int min_x = 0, max_x = 1024;

int min_y = 0, max_y = 1024;

int center_x = 512, center_y = 512;

void get_data() {

         char buf_x[100];

         char buf_y[100];

         char buf_a[100];

         char buf_b[100];

         memset(buf_x, 0, 100);

         memset(buf_y, 0, 100);

         memset(buf_a, 0, 100);

         memset(buf_b, 0, 100);

         int ret_x = read(fd_x,buf_x, sizeof(buf_x));

         int ret_y = read(fd_y,buf_y, sizeof(buf_y));

         int ret_a = read(fd_a,buf_a, sizeof(buf_a));

         int ret_b = read(fd_b,buf_b, sizeof(buf_b));

         if ((ret_x != -1)&&

             (ret_y != -1) &&

             (ret_a != -1) &&

             (ret_b != -1)) {

                   buf_x[ret_x-1]= '\0';

                   buf_y[ret_y-1]= '\0';

                   buf_a[ret_a-1]= '\0';

                   buf_b[ret_b-1]= '\0';

                   raw_joy_x =atoi(buf_x);

                   raw_joy_y =atoi(buf_y);

                   a =!atoi(buf_a);

                   b =!atoi(buf_b);

                   //compensate using calibration data

                   joy_x =(raw_joy_x - center_x) * 1000;

                   joy_y =(raw_joy_y - center_y) * 1000;

                   if (joy_x> 0) joy_x /= (max_x - center_x);

                   else           joy_x /= (center_x - min_x);

                   if (joy_y> 0) joy_y /= (max_y - center_y);

                   else           joy_y /= (center_y - min_y);

                   lseek(fd_x,0,0);

                   lseek(fd_y,0,0);

                   lseek(fd_a,0,0);

                   lseek(fd_b,0,0);

         }

}

void cal() {

         FILE *file;

         file =fopen("cal.txt", "w");

         if (!file)printf("Failed to open cal.txt\n");

         get_data();

         max_x = raw_joy_x;

         max_y = raw_joy_y;

         min_x = raw_joy_x;

         min_y = raw_joy_y;

         printf("Move allaround edge. Press A to start. Press B when finished.\n");

         while (!a) {get_data(); }

         while (!b) {

                   get_data();

                   if(raw_joy_x > max_x) {max_x = raw_joy_x; printf("X: %d %d Y: %d%d\n", min_x, max_x, min_y, max_y);}

                   if(raw_joy_y > max_y) {max_y = raw_joy_y; printf("X: %d %d Y: %d%d\n", min_x, max_x, min_y, max_y);}

                   if(raw_joy_x < min_x) {min_x = raw_joy_x; printf("X: %d %d Y: %d%d\n", min_x, max_x, min_y, max_y);}

                   if(raw_joy_y < min_y) {min_y = raw_joy_y; printf("X: %d %d Y: %d%d\n", min_x, max_x, min_y, max_y);}

         }

         printf("Let go ofjoystick. Press A to start. Press B with finished.\n");

         while (!a) {get_data(); }

         while (!b) {

                   get_data();

                   center_x =raw_joy_x;

                   center_y =raw_joy_y;

                   printf("%d%d\n", center_x, center_y);

         }

         printf("Results.Press A to continue..\n");

         printf("Min X:%d\tCenter X: %d\tMax X: %d\n", min_x, center_x, max_x);

         printf("Min Y:%d\tCenter Y: %d\tMax Y: %d\n", min_y, center_y, max_y);

         printf("Range X:%d\tRange Y: %d\n", (max_x-min_y), (max_y-min_y));

         while (!a) {get_data(); }

         fprintf(file,"%d,%d,%d,%d,%d,%d\n", min_x, center_x, max_x, min_y, center_y,max_y);

         fclose(file);

}

void load_cal() {

         FILE *file;

         file =fopen("cal.txt", "r");

         if (!file)printf("Failed to open cal.txt\n");

         fscanf(file,"%i,%i,%i,%i,%i,%i", &min_x, ￠er_x, &max_x,&min_y, ￠er_y, &max_y);

         fclose(file);

}

int main() {

         fd_x =open("/sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage4_raw", O_RDONLY);

         fd_y =open("/sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage5_raw", O_RDONLY);

         fd_a =open("/sys/class/gpio/gpio65/value", O_RDONLY);

         fd_b =open("/sys/class/gpio/gpio112/value", O_RDONLY);

         cal();

         //load_cal();

         while (1) {

                   get_data();

                   printf("%6d%6d %6d %6d\n", joy_x, joy_y, a, b);

         }

         close(fd_x);

         close(fd_y);

         close(fd_a);

         close(fd_b);

         return 0;

}

标黄部分为修改的地方，前提为：要将按键在设备数中的配置注释掉，否则系统无法在/sys/class/gpio/目录下加载GPIO65和GPIO112；

具体：echo “65”> export

echo “112” > export

由于设备树中添加了adc的配置，所以不用执行ADC的初始化

执行

gcc calibrate.c -o calibrate

./calibrate

2、OSMOSE(支持.sms ): https://github.com/bear24rw/gamingcape_osmoseosmose安装比较直接，在文件目录下执行make，就会生成可执行文件osmose。可将工程放入beaglebone板的文件系统中，开始make，
由于已经安装SDL，所以编译会很容易。这里不再赘述：
将osmose拷贝至 /usr/bin下，执行
osmose -scale2x Aladdin\ \(UE\)\ \[\!\].sms
运行的是波斯王子：



3、接下来是我最喜欢的模拟器：Visual Boy Advance(版本1.7.2)
最好的GBA模拟器,加入了类似 Winkawaks 记录按键顺序和CPU 态的录像功能,相比 AVI 容量可是很小的~添加了 rewind 支持~修正了 DMA hack 为 Bios 调用 0x2a 添加了简易模拟,添加了增强记忆检测功能.


同样也需要SDL库的支持，下载源代码后可直接编译：
首先配置：

./configure --enable-sdl --enable-c-core --disable-profiling--disable-dev --disable-sdltest --target=arm --build=arm --host=arm--prefix=/home/vba CC=arm-linux-gnueabihf-gcc CXX=arm-linux-gnueabihf-g++

然后执行make

将src/sdl/VisualBoyAdvance拷贝至 /usr/bin下，执行

VisualBoyAdvance rom/XXX.gba

这里我测试的是瓦里奥世界，画面和音质很不错：

编译VisualBoyAdvance 碰到一个很奇葩的问题，就是最开始显示的画面一直是反色的，还以为是版本的问题，结果编译了VisualBoyAdvance 1.8.0后还是这样，无奈去查代码，最后找到在SDL.cpp中代码：

surface =SDL_SetVideoMode(destWidth, destHeight, 16,

                            SDL_ANYFORMAT|SDL_HWSURFACE|SDL_DOUBLEBUF|

                             (fullscreen ?SDL_FULLSCREEN : 0));

  if(surface == NULL) {

    systemMessage(0,"Failed to set video mode");

    SDL_Quit();

    exit(-1);

  }

  systemRedShift =sdlCalculateShift(surface->format->Rmask);

  systemGreenShift =sdlCalculateShift(surface->format->Gmask);

  systemBlueShift =sdlCalculateShift(surface->format->Bmask);

  systemColorDepth =surface->format->BitsPerPixel;

  if(systemColorDepth == 15)

    systemColorDepth = 16;

  if(yuv) {

    Init_Overlay(surface,yuvType);

    systemColorDepth = 32;

    systemRedShift = 11;

    systemGreenShift = 5;

    systemBlueShift =  0;

  }

  if(systemColorDepth != 16&& systemColorDepth != 24 &&

     systemColorDepth != 32) {

   fprintf(stderr,"Unsupported color depth '%d'.\nOnly 16, 24 and 32bit color depths are supported\n", systemColorDepth);

    exit(-1);

  }

#ifndef C_CORE

  sdlMakeStretcher(srcWidth);

#else

  switch(systemColorDepth) {

  case 16:

    sdlStretcher =sdlStretcher16[sizeOption];

    break;

  case 24:

    sdlStretcher =sdlStretcher24[sizeOption];

    break;

  case 32:

    sdlStretcher =sdlStretcher32[sizeOption];

    break;

  default:

    fprintf(stderr,"Unsupported resolution: %d\n", systemColorDepth);

    exit(-1);

  }

#endif

  fprintf(stderr,"Colordepth: %d\n", systemColorDepth);

  fprintf(stderr,"Rmask: %d\n",surface->format->Rmask);

  fprintf(stderr,"Gmask: %d\n",surface->format->Gmask);

  fprintf(stderr,"Bmask: %d\n",surface->format->Bmask);

  fprintf(stderr,"Rmask width: %d\n",sdlCalculateMaskWidth(surface->format->Rmask));

  fprintf(stderr,"Gmask width: %d\n",sdlCalculateMaskWidth(surface->format->Gmask));

  fprintf(stderr,"Bmask width: %d\n",sdlCalculateMaskWidth(surface->format->Bmask));

  if(systemColorDepth == 16) {

   if(sdlCalculateMaskWidth(surface->format->Gmask) == 6) {

      Init_2xSaI(565);

      RGB_LOW_BITS_MASK =0x821;

    } else {

      Init_2xSaI(555);

      RGB_LOW_BITS_MASK =0x421;      

}

打印出RGB的值发现：原来默认是的RGB555模式！

运行fbset发现我的是RGB565模式！

这可不行，所以定义了：

surface->format->Rmask=RGB565_MASK_RED;

surface->format->Gmask=RGB565_MASK_GREEN;

surface->format->Bmask=RGB565_MASK_BLUE;

强制转换了一下，重新编译后，画质果然完美了！！声音也是完美！！

具体：

RGB555

RGB555是另一种16位的RGB格式，RGB分量都用5位表示（剩下的1位不用）。使用一个字读出一个像素后，这个字的各个位意义如下：

高字节 低字节

X R R R R R G G G G G B B B B B （X表示不用，可以忽略）

可以组合使用屏蔽字和移位操作来得到RGB各分量的值：

#define RGB555_MASK_RED 0x7C00

#define RGB555_MASK_GREEN 0x03E0

#define RGB555_MASK_BLUE 0x001F

R = (wPixel & RGB555_MASK_RED) >> 10; // 取值范围0-31

G = (wPixel & RGB555_MASK_GREEN) >> 5; // 取值范围0-31

B = wPixel & RGB555_MASK_BLUE; // 取值范围0-31

RGB565

RGB565使用16位表示一个像素，这16位中的5位用于R，6位用于G，5位用于B。程序中通常使用一个字（WORD，一个字等于两个字节）来操作一个像素。当读出一个像素后，这个字的各个位意义如下：

高字节 低字节

R R R R R G G G G G G B B B B B

可以组合使用屏蔽字和移位操作来得到RGB各分量的值：

#define RGB565_MASK_RED 0xF800

#define RGB565_MASK_GREEN 0x07E0

#define RGB565_MASK_BLUE 0x001F

R = (wPixel & RGB565_MASK_RED) >> 11; // 取值范围0-31

G = (wPixel & RGB565_MASK_GREEN) >> 5; // 取值范围0-63

B = wPixel & RGB565_MASK_BLUE; // 取值范围0-31

#define RGB(r,g,b) (unsigned int)( (r|0x08 <<11) | (g|0x08 << 6) | b|0x08 )

#define RGB(r,g,b) (unsigned int)( (r|0x08 <<10) | (g|0x08 << 5) | b|0x08 )

该代码可以解决24位与16位相互转换的问题。

OK！至此我几年前的一个未完成的东西算是有个比较好的收尾！！

此内容由EEWORLD论坛网友anananjjj原创，如需转载或用于商业用途需征得作者同意并注明出处

star_66666

好东西，不迟到

tiankai001

这个可以有，、很给力

IC爬虫

厉害，一个项目坚持了这么久

azhiking

anananjjj

IC爬虫 发表于 2018-12-16 20:11
厉害，一个项目坚持了这么久

哈哈，想起了以前校园岁月

alan000345

真的太好的资料啦，谢谢分享啊。收藏啦。

btty038

这个  好东西   用个 再好一点的外壳 估计就NB 了

shinykongcn

可以可以，修成正果了~

IC爬虫

anananjjj 发表于 2018-12-16 22:31
哈哈，想起了以前校园岁月

在哪发展？做哪块开发？

anananjjj

IC爬虫 发表于 2018-12-22 15:51
在哪发展？做哪块开发？

在北京呢，目前在一家公司做底层驱动。

alan000345

hotsauce1861

看头像，感觉我好像认识你

anananjjj

hotsauce1861 发表于 2018-12-27 09:36
看头像，感觉我好像认识你

哎？真的么？这头像好像是我四年前的了

alan000345

在分享些其他好的设计吧，期待中，

zhuyebb

无回帖，不论坛

alan000345

好东西，总是值得欣赏和回味的，期待楼主更多分享啊。

happy0611

好帖子回头我也折腾一下，哈哈