基于ARMLinux的Gameboy模拟器移植和优化研究

　　引言

　　面向A R M微处理器构架的嵌入式操作系统的使用量这些年持续增长,在各种嵌入式操作系统中, L inux是获得支持最多的第三大力量。

　　目前,ARM L inux支持包括ARM610、A RM710、ARM720T cores、ARM920T cores、StrongARM 110、StrongARM1100、XScale等系列的ARM处理器。

　　Gameboy是目前比较流行的8位掌上游戏机,通常被简称为GB,它的最终态Game Boy Color (GBC)是完全向后兼容的。Gnuboy是GB /GBC的软件模拟器,是一种自由软件,它是基于Qt系统的,能够运行几乎所有的黑白和彩色的GB /GBC游戏ROM,但运行复杂一些的游戏需要在速度上得到加强,同时它的声音还没有得到测试。

　　Gnuboy已经实现了i386汇编代码的一些优化工作,能够在奔腾机器上运行良好,除此之外,到目前为止,它能够运行的平台还很有限。随着嵌入式系统设计技术的发展,PDA、Smartphone等嵌入式产品的功能不断地得到扩展,适应用户的需要, Gnuboy在嵌入式产品中的移植应用非常具有前景。目前Gnuboy在ARM Linux下还没有得到很好的应用,本文就是在构建的基于ARM920T Linux的嵌入式平台上对gnuboy运用进行的尝试性工作,同时, Gnuboy作为一种虚拟机技术,本文的工作对研究虚拟机技术在ARM L inux中的应用也具有一定的价值。

　　硬件环境

　　本实验测试板采用Motorola公司的MX1 Lite,系统的主要模块有处理器内核模块、用户接口模块、连接设备模块等,如图1所示,下面分别进行介绍。

　　1)处理器内核模块采用v4T体系结构的ARM920T 内核拥有16K的指令缓存和16K的数据缓存; 外部接口模块提供了最多6 个片选信号来访问外部设备,其中连接的12Kx16bits的NOR Flash 经过配置用于系统启动; SDRAM 控制器提供了对使用32Mx32bits的SDRAM的访问控制。

　　2)用户接口模块由于MX1 L ite没有模拟信号处理模块,无法直接接收触摸屏的输入,所以本系统采用了TI的TSC2301芯片来支持触摸屏的输入功能,它与主芯片通过连续外设接口协议连接,它不仅可以接收触摸屏的输入,而且它还支持声音数模转换和输入输出等功能; LCD 控制器用于给外部液晶显示屏提供显示数据,LCD采用了Sharp 的20x240 HR - TFT LCD,它支持触摸屏输入,分辨率为320x240。

　　3)连接设备模块包含有多媒体卡/数字安全主机控制模块、内存棒控制器和智能卡接口,以此来连接用于外部存储的多媒体卡。

　　Gnuboy软件结构和一些工具软件

　　Gnuboy是基于Qt系统的,可从图2中看出它和整个系统的关系。本文构建的基于ARM920T的嵌入式L inux平台下采用的是嵌入式系统的QT 版本: QT/Embedded 和Qtop ia(QPE) ,这有助于模拟器的移植。