經典 BBC Micro 掌上重現 開源模擬器效能躍升逾 7 倍

一款在 1980 年代於英國普及的經典家用電腦——英國廣播公司微型（BBC Micro），近日由研究員多米尼克·帕賈克（Dominic Pajak）成功開發出模擬器，並使其能在現代掌上設備上高效運行，效能最高提升逾 7 倍。

這個名為「掌上英國廣播公司微型」的專案，是多米尼克·帕賈克利用 Raspberry Pi RP2350 晶片開發的成果，並在 Pimoroni Presto 開發板上實現。Pimoroni Presto 是一款搭載 RP2350 微控制器、配備 480×480 觸控螢幕、Wi-Fi 功能和 SD 卡槽的掌上型開發平台。模擬器能直接啟動經典遊戲 Elite，用戶可透過觸控螢幕或網頁控制面板與遊戲互動。

根據《Hackster.io》報導，該專案的軟體核心基於 Chris Evans 開發的 beebjit 模擬器。帕賈克將此模擬器移植到 RP2350 晶片的雙 Cortex-M33 核心上，並為 Thumb-2 指令集創建了一個全新的即時（JIT）編譯器。這個 JIT 編譯器的作用是將 BBC Micro 原始的 6502 指令即時轉譯為 ARM 原生指令，大幅加速了執行效率。原始的 RP2350 晶片內建 520 KB 的 SRAM，Pimoroni Presto 則額外提供了 8 MB 的 PSRAM，其中 4 MB 用於編譯後的程式碼。

為確保穩定運行，多米尼克·帕賈克導入了多項軟體機制，在沒有記憶體管理單元（MMU）的情況下，有效處理記憶體存取與程式碼失效等問題。RP2350 的兩個處理器核心分工明確，一個核心負責 CPU 和硬體模擬，另一個則專注於圖形處理。此外，RP2350 的可程式化 I/O 硬體也負責精確控制顯示時序和輸出。

專案初期，JIT 編譯器讓 Elite 遊戲的運行速度達到原始的 1.45 倍。經過後續優化，效能進一步提升至原始速度的 7.6 倍。當模擬器以正常速度運行時，僅消耗一個處理器核心 13% 的資源，另一個核心 11% 的資源，顯示其高效能低功耗的優勢。所有相關原始碼、預編譯韌體及燒錄說明均已上傳至 GitHub 平台，並依據 GNU GPL v3 許可證以開源形式發布，鼓勵更多懷舊科技愛好者參與其中。Hackster.io 是一個專門分享硬體專案和開源技術的社群網站，常有此類技術創新專案發布。