Emulación de la consola GameBoy para microcontroladores ESP32

Abstract

[ES] Este proyecto tiene como objetivo desarrollar un emulador de la consola GameBoy sobre microcontroladores ESP32 con una pantalla TFT. Para demostrar la posibilidad de emular por software el funcionamiento de la consola en un entorno limitado en recursos, es necesario estudiar el hardware original y profundizar en los pasos que realiza el mismo, ciclo a ciclo durante la ejecución y emulando si fuera necesario, bugs a nivel de hardware para tener una recreación lo más realista y eficiente posible. Para llevar a cabo el desarrollo, se utiliza C++ como lenguaje de programación junto a una extensión para Visual Studio Code llamada PlatformIO, la cual facilita la configuración y creación de proyectos para diversos microcontroladores y sus variantes, así como su integración con diversos compiladores y librerías del mismo microcontrolador, o de terceros. Cursar diversas asignaturas sobre desarrollo en entornos embebidos, así como un interés personal y autodidacta en el campo, ha sido el motor y un aliciente para la realización de este trabajo académico. Se presenta la complejidad de desarrollar un emulador evaluando los diferentes dispositivos hardware de interés, pasando por las numerosas fases como son la de análisis, diseño e implementación, para lograr cumplir con los objetivos y obtener como resultado un producto final.

[CA] Aquest projecte te com objectiu desenvolupar un emulador per a la consola GameBoy per a un microcontrolador ESP32 amb una pantalla TFT. Per a desmostrar les possibilitats d’emular per software el funcionament de la consola en un entorno llimitat en recursos, es necessari estudiar el hardware original i profunditzar en els passos que realitza el mateix, cicle a cicle durant l’execució i emulant si fora necessari, bugs a nivel de hardware per a tindre una recreació el més realista i eficiente possible. Per a dur a terme el desenvolupament, s’utilitza C++ com a llenguatge de programació en conjunt amb una extensió per a Visual Studio Code anomenada PlatformIO, la qual facilita la configuració i creació de projectes per a diversos microcontroladors i els seus variants, així com la seua integración amb diversos compiladors i llibreries del mateix controlador o de tercers. Cursar diverses assignatures sobre desenvolupament en entorns embeguts, així com un interés personal i autodidacta en el camp, ha sigut el motor i un al·licient per a la realització d’aquest treball acadèmic. Es presenta la complexitat de desenvolupar evaluant els diferents dispositius hardware d’interés, passant per les numeroses fases com son les d’anàlisis, disseny i implementació, per a aconseguir cumplir amb els objectius i obtindre com a resultat un producte final.

[EN] This project aims to develop a GameBoy console emulator for ESP32 microcontrollers with integrated TFT display. In order to demonstrate the possibility of emulating by software the functioning of the console in a resources limited environment, it is necessary to research on the original hardware and deepen the steps it carries out, cycle by cycle during execution and emulating if necessary, bugs at hardware level to have a recreation as realistic and efficient as possible. To carry out the development, C++ is used as programming language with a Visual Studio Code extension plugin called PlatformIO, which facilitates the configuration and creation of projects for a wide variety of microcontrollers, as well as their integration with different compilers and libraries of the same microcontroller or third-party ones. Taking several subjects about development in embedded environments, in addition to a personal and self-taught interest on the field, has been the driving forces and an incentive to do this academic work. The complexity of developing an emulator taking into account the different hardware devices of interest arises, stepping through the numerous phases such as analysis, design and implementation, so that goals are achieved and obtain a product as a final result.