ميزات وحدة التحكم Game Bub المستندة إلى FPGA

  • كمبيوتر محمول مفتوح المصدر مزود بـ Artix-7 FPGA: خراطيش GB/GBC/GBA وأقراص ROM على microSD.
  • قاعدة توصيل HDMI مع دعم وحدات التحكم Bluetooth والنسخ الاحتياطي/الاستعادة للخرطوشة.
  • الأجهزة الطرفية المتكاملة: الاهتزاز، الجيروسكوب، مقياس التسارع والساعة في الوقت الحقيقي.
  • تصنيع ملحوم، تم توزيعه بواسطة Mouser، وتم توثيقه على GitHub.

وحدة تحكم Game Bub المستندة إلى FPGA

La لعبة بوب لقد تسلل إلى رادار عشاق الطراز القديم لسبب واضح للغاية: فهو جهاز محمول مفتوح المصدر يقرأ الخراطيش الأصلية. Game Boy و Game Boy Color و Game Boy Advance كما أنها تُحمّل أقراص ROM من بطاقة microSD دون الحاجة إلى ذاكرة فلاش خارجية. بخلاف منصات الألعاب التقليدية المزودة بمحاكاة برمجية، فإن جوهر هذه اللعبة هو FPGA القادر على محاكاة الأجهزة الكلاسيكية على مستوى الدائرة لضبط التوقيتات والصوت وزمن الوصول.

يقف وراء المشروع المهندس إيلي ليبسيتز، باقتراح يجمع بين الدقة الفنية ووسائل راحة عصرية: شاشة IPS بإضاءة خلفية، ومكبرات صوت ستيريو، ومنفذ USB-C، وبطارية تدوم طويلًا، واتصال لاسلكي، وقاعدة توصيل اختيارية بمنفذ HDMI ودعم لوحدات تحكم بلوتوث. كل ذلك بفلسفة 100 ٪ مفتوحة المصدر في الأجهزة والبرامج الثابتة والبوابات حتى يتمكن أي شخص من التعلم والتعديل والمساهمة.

التكنولوجيا الكلاسيكية مع النهج الحديث

تقنية Game Bub FPGA

الفرق الكبير بين Game Bub و وحدات تحكم ريترو تعتمد على لينكس ومحاكيات (مثل العديد من Anbernic أو Miyoo) هي محاكاة على مستوى الأجهزة عبر FPGA. يستخدم الإصدار التجريبي شريحة AMD (Xilinx). أرتيكس-7 XC7A100T مع 101.400 خلية منطقية و607,5 كيلوبايت من ذاكرة الوصول العشوائي، وهو ما يكفي لتشغيل نواة GBA بشكل مريح والتي تشغل أقل من ثلث تلك الموارد.

ومن الجدير بالذكر أنه في المراحل المبكرة كانت هناك نماذج أولية على شبكة iCE40UP5K (شائع جدًا في مشاريع المصدر المفتوح نظرًا لانخفاض استهلاكه للطاقة)، ​​مع 5.280 جدول بحث (LUT) و120 كيلوبايت من ذاكرة الوصول العشوائي الموزعة. كانت تلك المرحلة بمثابة مختبر، ولكن تم تطوير الإصدار العام إلى Artix-7 ليكون أكثر من كافٍ ويضمن قليل من الكمون، التوافق العالي ومساحة للنمو.

إلى جانب FPGA، متحكم دقيق ESP32-S3 يتولى مهام مساعدة: واجهة المستخدم، وإدارة القائمة والإعدادات، وتحميل أقراص ROM من البطاقة مايكرو وأدوات النسخ الاحتياطي والاستعادة للخرطوشة. يُخفف هذا التقسيم للوظائف من عبء المهام غير الضرورية على وحدة FPGA، ويوفر تجربة استخدام أكثر سلاسة ومتعة.

عمليًا، يُستخدم الجهاز كالأجهزة الأصلية: تُدخل وحدة التحكم وتبدأ اللعب. إذا كنت تفضل أقراص ROM التي تملكها، يمكنك وضعها على بطاقة microSD، وهذا كل شيء، دون الحاجة إلى إعدادات كثيرة أو مواجهة مشاكل مع BIOS أو واجهات المستخدم. الهدف هو الحفاظ على... تجربة أصلية مع مرونة الرقمية.

على المستوى التقني، يُقيّم ليبسيتز نفسه الضجة المحيطة بوحدات FPGA في الألعاب القديمة: فهي مُحاكيات مثل البرامج، وتعتمد دقتها على النواة، وليس على "سحر" السيليكون. ومع ذلك، يُقرّ بأن التفاعل مع الأجهزة المادية (الخراطيش، كابلات الربط، الملحقات) هي الميزة العظيمة لهذا النهج، وهذا هو المكان الذي يتألق فيه Game Bub.

الأجهزة والهندسة المعمارية: FPGA والذاكرة والضوابط

هندسة ومكونات Game Bub

يأتي جوهر الحساب معززًا بـ 32 ميجا بايت من ذاكرة SDRAM y 512 كيلوبايت من ذاكرة الوصول العشوائي الساكنة (SRAM) متصل بـ FPGA لتوفير النطاق الترددي وذاكرة التخزين المؤقت منخفضة الكمون للنوى، بينما يوفر ESP32-S3 الاتصال واي فاي 2,4 جيجاهرتز وبلوتوث LE وطبقة النظام. يتيح هذا المزيج اللعب والتطوير: كما تقدم الآلة نفسها كـ منصة FPGA المحمولة لإنشاء النوى الخاصة بك والتجارب التفاعلية.

في المدخلات، يعرض جهاز التحكم 12 زرًا يتم إدارتها بواسطة FPGA للعبة و4 أزرار نظام أخرى لـ MCU فقط، مع توزيع أزرار ABXY مما يزيد من إمكانياته مقارنةً بالنسخ الأبسط. ستجد على الجانب منفذ USB-C للشحن، وفتحة microSD للتخزين، و كابل الربط نوع GBA، متوافق أيضًا مع GBC، مصمم للعب الجماعي والاتصال بأجهزة التحكم الأصلية.

تتضمن قائمة الأجهزة الطرفية المتكاملة ما يلي: ترعد (الاهتزاز)، ومقياس التسارع، والجيروسكوب، وساعة الوقت الفعلي (RTC)، بحيث تعمل العناوين ذات الوظائف الخاصة كما ينبغي. يعمل الفريق على إضافة مستشعر الضوء في المستقبل لألعاب مثل Boktai، والتي استفادت منها في الخراطيش الأصلية.

بالنسبة لأولئك الذين يريدون العبث، هناك رأس PMOD من التوسع و الوصول المفتوح إلى جميع الأجهزة من برامج مخصصة. لا يوجد قيود: لا توجد أقفال أو قيود تجبرك على شراء ملحقات رسمية؛ الفلسفة هي أنه يمكنك تعديل وتوسيع بدون عوائق.

لا تنتهي التوافقية مع الملحقات الأصلية عند كابل التوصيل: يتضمن التصميم ملحقات غريبة ويقوم المجتمع بالفعل بتجربتها. النسخ الاحتياطي، وميض خراطيش قابلة لإعادة الكتابة واستخراج الصور من Game Boy Camera، وتسهيل ذلك من خلال التكامل مع أداة FlashGBX مفتوحة المصدر.

الشاشة والصوت والبطارية والتصميم

شاشة وتصميم لعبة بوب

إصدار الحملة مجهز بشاشة 4,0 بوصة IPS بدقة 720 × 480، مع صورة واضحة وألوان ثابتة ووضوح جيد. شملت الاختبارات الأولية إعدادات مع لوحات 2,6 بوصة IPS بحجم 320 × 240، لكن الإنتاج يهدف إلى تنسيق أكبر للحصول على إمكانية القراءة دون فقدان مظهر التسعينيات الذي نحبه.

يتم توفير الصوت بواسطة مكبرات صوت ستيريو بقوة 1 واتمع مقبس سماعة رأس TRS لجلسات هادئة. كان الهدف تحديث الجهاز المحمول الكلاسيكي: صوت أكثر ثراءً، الخلفية الجودة وعدم الاعتماد على بطاريات AA.

في الحكم الذاتي، الرقم المستهدف طموح: أكثر من ساعات 14 ألعاب ببطارية 3.000 مللي أمبير/ساعة وشحن USB-C. النماذج الأولية السابقة ذكرت 2.000 مللي أمبير/ساعة وعمر بطارية يبلغ حوالي 6 ساعات، لذا فإن قفزة السعة والكفاءة ملحوظة مقارنةً بالإصدار النهائي.

يتم تقديم الهيكل في البلاستيك الشفاف وقوية بما يكفي لعرض الإلكترونيات، مع الشعور المميز الذي يعود إلى التسعينيات. تم اختبار الحالات المطبوعة ثلاثية الأبعاد مسبقًا، وهي مثالية للتكرار، ولكن من المقرر أن يبدأ الإنتاج في أفضل ملاءمة وملمس أكثر تناسقًا. تبلغ أبعاد المجموعة حوالي 85 × 174 × 19 ملم، ويزن 250 غرامًا، مما يجعلها مريحة لأيدي البالغين.

يوفر تصميم أزرار ABXY ولوحة الاتجاهات والمشغلات تحكمًا دقيقًا وتنوعًا إضافيًا مقارنةً بجهاز Game Boy الأصلي. كان الهدف هو دمج بيئة العمل الحديثة مع شعور أصيل، ومئات الساعات من الاختبار على النماذج الأولية تشير إلى هذا الاتجاه.

قاعدة توصيل HDMI، ووحدات التحكم، والألعاب على الشاشة الكبيرة

بالنسبة لأولئك الذين يريدون نقل التجربة إلى التلفزيون، لعبة بوب دوك (ملحق اختياري) يضيف مخرج فيديو رقميًا ويدعم وحدات التحكم اللاسلكية. يدعم بلوتوث مع Xbox وDualShock/DualSense وSwitch Pro و8BitDo وغيرها، وأيضًا وحدات تحكم سلكية من نوع Xbox عبر منافذ USB الخلفية، مع إمكانية توسيع القائمة عبر البرنامج.

يخدم الرصيف أيضًا حمل وحدة التحكم أثناء اللعب على الشاشة الكبيرة. إنها إضافة مصممة لتعزيز سهولة استخدام النظام، مع التركيز على الدقة والتوافق مع الملحقات الأصلية (مثل كابل التوصيل) التي تميز Game Hub.

وظيفة النجمة الأخرى هي النسخ الاحتياطي واستعادة احفظ الألعاب وأقراص ROM من خراطيش GB/GBC/GBA. بفضل تكامل FlashGBX، يمكنك حفظ الألعاب لتجنب فقدانها، وإعادة تحميل الخراطيش القابلة لإعادة الكتابة، وحتى استعادتها. صور كاميرا جيم بوي، كل ذلك من وحدة التحكم نفسها.

بين يديك، صُممت التجربة لتكون "توصيلًا وتشغيلًا". لا توجد معالجات لا نهاية لها: يبدأ GameBub التشغيل بسرعة، يكتشف الخرطوشة ويبدأ اللعب. إذا اخترتَ أقراص ROM التي تملكها، فستُحمّلها على بطاقة microSD وتنتقل عبر واجهة مُدارة مباشرةً بواسطة ESP32-S3.

تفتح إمكانية الاتصال اللاسلكي (WiFi وBluetooth Low Energy على وحدة التحكم) الباب أمام التحديثات ميزات سهلة ومستقبلية. يُركز الفريق على إصدار تحسينات أساسية منتظمة لتحسين تفاصيل التوافق والمزامنة.

ROMs والخراطيش ومشهد التخمير المنزلي

أحد عوامل الجذب الرائعة هو أنك لا تحتاج إلى عربة التسوق محدد: لعبة Bub تسمح تحميل ROMs من بطاقة microSD، وهو مثالي للاستمتاع بالمشهد البيرة وROMHACKS. يتواجد هذا الوضع جنبًا إلى جنب مع فتحة الخرطوشة المادية، مما يسمح لك بالتبديل بين مجموعتك ومشاريعك المفضلة بسهولة.

التوافق مع كابل الربط يتيح اللعب الجماعي باستخدام سماعتي GameBuds، بالإضافة إلى أجهزة Nintendo الأصلية، مع الحفاظ على روح تجربة الألعاب المحمولة الكلاسيكية. بالنسبة لمحبي الألعاب التقليدية، تُعدّ إمكانية استخدام خراطيش وملحقات حقيقية ميزة إضافية لا توفرها معظم الأجهزة التي تعتمد على المحاكاة فقط.

الكثير الأجهزة الطرفية المتكاملة (الاهتزاز، مقياس التسارع، الجيروسكوب، زمن الاستجابة في الوقت الحقيقي) تُحاكي وظائف خاصة للخراطيش الكلاسيكية، لذا تعمل الألعاب التي تعتمد على هذه المستشعرات كما هو متوقع. إضافة مستشعر ضوء لاحقًا ستُكمل مجموعة ألعاب مثل بوكتاي.

وكأن ذلك لم يكن كافيا، فإن وحدة التحكم تقدم نسخ واستعادة من خراطيشك، وهو أمرٌ أساسيٌّ للحفاظ على التقدم والمجموعات. لن تنفد بطارية الحفظ فجأةً أبدًا: هنا يمكنك حفظ كل شيء بسهولةٍ ويسر.

إذا تصفحت مجتمعات مثل Reddit أو X، فستشاهد الكثير من المحادثات حول المشروع؛ وفي بعض الأحيان تعرض المواضيع إشعارات بايتس أو تم تعطيل JavaScript، ولكن تحت هذه اللافتات توجد مناقشات حقيقية حول الدقة، والزمن الكامن، والملحقات، وقيمة كون مثل هذا الكمبيوتر المحمول مفتوحًا بالكامل.

المصدر المفتوح، الترخيص، التوثيق، والتصنيع

لعبة Bub مفتوحة حقًا: الأجهزة والبرامج الثابتة والبوابة مرخصة بموجب CC BY-SA 4.0 (للأجهزة) وGPLv3 (للبرمجيات)، مما يضمن إرجاع التحسينات إلى المجتمع. تم نشر الكود والوثائق المعمارية، وسيكون هناك دليل المستخدم تكتمل عند بدء الشحنات.

إلى جانب المنتج النهائي، يساهم المشروع بشكل فعال في نظام محاكاة مفتوح المصدر، وذلك بالبناء على عقود من البحث والمساهمة الكود الأصلي والفكرة هي أن الحفاظ على لعبة الفيديو يأتي من خلال الشفافية، وليس من خلال السرية أو إخفاء الأجهزة.

في الجزء الصناعي يتم تنفيذ خطة التصنيع مع إلكترونيات ملحومة في أوسييك، كرواتيا، بخبرة في مجال الأجهزة مفتوحة المصدر. يتولى فريقنا عمليات الشراء، وتجميع لوحات الدوائر المطبوعة، والتجميع النهائي، والتغليف. تتولى شركة صائد الفئران (شريك Crowd Supply)، والذي سيتم توزيعه على الرعاة.

يدرك الفريق أن هذا منتج معقد، ويشتمل على العديد من القطع، ولهذا السبب بحثوا عن شريك خبرة في الإنتاج. بالإضافة إلى ذلك، يحاول التصميم التخفيف من المخاطر من خلال توفير مكونات على نطاق واسع لتقليل تأثير المخاطر المحتملة. نفاد المخزون.

تتواجد جميع ملفات التصميم (بما في ذلك المخططات والتصميم بمساعدة الكمبيوتر) والبرامج الثابتة والبوابات الإلكترونية في المستودع. GitHub جيثب:إنها المنصة المثالية لكل من المستخدمين الفضوليين والمطورين الذين يتطلعون إلى توسيع الوظائف أو نقل النوى إلى وحدة التحكم.

المقارنات والسعر المتوقع

في النطاق المتميز نجد الجيب التماثليمع نهج أكثر تركيزًا وسعر حوالي ٢٢٠ دولارًا أمريكيًا بدون إضافات. وفقًا لتقديرات سابقة في بعض المقالات، قد يتراوح سعر GameBub بين ١٠٠ و١٢٠ دولارًا أمريكيًا، ليبقى ضمن فئة متوسط إذا تم تأكيد هذا الرقم في نهاية الحملة.

في عالم FPGAs المكتبية، هناك مشاريع مثل سيد إنها مرجع، لكنها ليست محمولة ولا موجهة للخراطيش المادية. صُممت لعبة Game Bub كبديل يركز على التجربة. محمول ومفتوح، مع منحنى أكثر سهولة في الاستخدام: يمكنك إدخال خرطوشة واللعب، أو سحب بطاقة microSD إذا كنت تفضل ذلك.

نقاش "محاكاة FPGA مقابل محاكاة البرامج" متكرر، ويذكرنا ليبزيتز نفسه بأنه لا توجد دقة مثالية مضمونة، ولا تتفوق FPGA جوهريًا. المهم هنا هو أن إعادة الإنتاج هنا... مخلص وعمليوأن الوصول إلى الأجهزة الحقيقية (الخراطيش وكابل التوصيل) أكثر طبيعية من الوصول إلى البرامج.

إذا كنت تبحث عن جهاز متعدد الوسائط متكامل، فهذا ليس هو. فلسفته هي تقديم تجربة أصيلة مع أنظمة Game Boy، دون محاولة تغطية آلاف المنصات على حساب التضحية بالدقة أو البساطة.

حالة المشروع وخارطة الطريق والمخاطر

لقد استمر المشروع لأكثر من ثلاث سنوات تم تطويرها بنشاط، وقد أمضى المختبرون مئات الساعات على النماذج الأولية. نوى المحاكاة مستقرة ومتوافقة للغاية، مع أن الفريق يتسم بالشفافية: ستظل تظهر عدم الدقة وحالات نادرة سيتم تصحيحها بالتحديثات.

وبالتوازي مع ذلك، هناك استطلاع رأي عام لقياس الاهتمام بـ المتغير الأفقي أسلوب GBA وفهم مستوى راحة المجتمع مع اللحام، مما يشير إلى أنه يتم النظر في إصدار مجموعات أو إصدارات جاهزة للاستخدام عند الطلب.

الكود المصدر متاح الآن على GitHub، والحملة متاحة الآن الحشد التموين سيُحدد موعد التصنيع والشحن. بعد الإنتاج في كرواتيا، ستُرسل المنتجات إلى مستودعات "ماوزر" للتوزيع العالمي، كما هو معتاد في المنصة.

المخاطر: بالإضافة إلى المخاطر المحتملة نقص المكونات قد تؤثر الرسوم الجمركية على مواعيد التسليم، وقد تكون هناك تقلبات في الأسعار. يهدف الفريق إلى تقليل هذه التقلبات من خلال التصنيع في الاتحاد الأوروبي واستخدام قطع غيار شائعة، ولكن كما هو الحال مع أي جهاز، قد تكون هناك تعديلات. التأخير.

وعلى الرغم من التعقيد الكامن في مثل هذا الجهاز، فإن النهج متين: مواصفات سخية (Artix-7، ذاكرة إضافية، أجهزة استشعار)، افتتاح كامل، توثيق واضح، وقاعدة اختيارية قوية، ومجتمع رجعي حريص على الحفاظ على ألعاب الفيديو بدقة ودون قيود.

أولئك الذين يبحثون عن كمبيوتر محمول يتعايش مع الخراطيش الأصلية، ويقدم أقراص ROM في microSD، ويسمح بالنسخ الاحتياطي، ويتصل عبر HDMI بالتلفزيون، ويقبل عناصر التحكم عبر البلوتوث، وهو مصمم أيضًا لـ تطوير نوى FPGAإليكم منافسٌ قويٌّ للغاية. قليلٌ من الآلات يجمع ببراعةٍ بين الدقة والراحة العصرية والانفتاح الجذري.

Powkiddy
المادة ذات الصلة:
Powkiddy RGB20S: وحدة تحكم محمولة قديمة تحتوي على 20.000 لعبة