樹莓派 5 復古游戲機技術方案
加入技術交流群
一、項目概述
本項目旨在利用 Raspberry Pi 5 搭建一臺高性能、低功耗的復古游戲機，能夠運行 NES、SNES、PlayStation 1、Nintendo 64、Dreamcast 等經典主機游戲。
Raspberry Pi 5 相較前代（Pi 4）在 CPU、GPU 與 I/O 方面的性能提升超過 2 倍，配合硬件視頻解碼與高速 NVMe 存儲，使其首次具備流暢運行中高端模擬器的能力。
二、硬件配置（BOM）
| 模塊 | 推薦型號 / 說明 | 備注 |
|---|---|---|
| 主控板 | Raspberry Pi 5 (4GB/8GB) | Broadcom BCM2712, 4×A76 @ 2.4GHz |
| 存儲介質 | NVMe SSD（128GB–1TB）+ HAT+ 模塊 | 作為系統與游戲 ROM 存儲 |
| 電源 | 官方 27W USB-C PD 電源 | 保證穩定電壓 |
| 散熱 | 官方風扇外殼或金屬散熱片 | 長時間游戲需高效散熱 |
| 顯示 | HDMI 顯示器 / 電視（1080p/4K） | 支持雙 HDMI 輸出 |
| 控制器 | USB / 藍牙手柄 | 推薦 8BitDo、Xbox、PS4 手柄 |
| 網絡 | LAN 或 Wi-Fi | 用于下載游戲與聯機 |
| 可選 | microSD（≥32GB） | 備用系統啟動盤 |
三、系統安裝與基礎配置
Step 1：下載系統鏡像
推薦兩種主流游戲系統：
| 系統鏡像 | 說明 | 下載鏈接 |
|---|---|---|
| RetroPie (64-bit) | 經典 Linux 模擬器平臺，社區支持強 | https://retropie.org.uk/download/ |
| Batocera Linux | 即插即用、界面友好、自動識別手柄 | https://batocera.org/download |
PCWorld 教程以 RetroPie 為核心方案，適合熟悉 Linux 的用戶；
Batocera 則更適合即插即用的家庭娛樂場景。
Step 2：鏡像寫入與啟動
1?? 打開 Raspberry Pi Imager
2?? 選擇系統鏡像（RetroPie / Batocera）
3?? 選擇存儲（SD 卡 / NVMe SSD）
4?? 點擊 WRITE 寫入
5?? 啟動樹莓派 5 → 完成首次開機配置（語言、網絡、分辨率等）
四、RetroPie 環境配置（適用于 Raspberry Pi OS 用戶）
1?? 安裝依賴與腳本
sudo apt update && sudo apt upgrade -y sudo apt install -y git dialog unzip xmlstarlet git clone --depth=1 https://github.com/RetroPie/RetroPie-Setup.gitcd RetroPie-Setup sudo ./retropie_setup.sh
2?? 安裝模擬器核心
在菜單中選擇：Manage packages → Manage main packages → Install from binary
推薦安裝以下核心：
| 模擬平臺 | 核心名稱 | 說明 |
|---|---|---|
| NES | lr-fceumm | 穩定兼容性高 |
| SNES | lr-snes9x | 畫質佳 |
| GBA | lr-mgba | 支持高速渲染 |
| PS1 | lr-pcsx-rearmed | 輕量高效 |
| N64 | lr-mupen64plus-next | 對 Pi 5 最優化 |
| Dreamcast | flycast | 性能要求高，Pi 5 可流暢運行 |
五、游戲 ROM 管理
1?? ROM 文件目錄
游戲 ROM 放置路徑：
/home/pi/RetroPie/roms/<platform_name>/
例如：
/home/pi/RetroPie/roms/nes/
2?? 文件格式支持
| 平臺 | 常見格式 |
|---|---|
| NES | .nes |
| SNES | .smc, .sfc |
| GBA | .gba |
| PS1 | .bin/.cue, .pbp |
| N64 | .z64, .n64, .v64 |
| Dreamcast | .chd, .cdi |
?? 請僅使用自購游戲的備份鏡像，遵守版權法。
3?? 游戲元數據與封面圖
可使用 Scraper 自動下載：
sudo ~/RetroPie-Setup/retropie_packages.sh scraper
六、手柄與輸入設備配置
1?? USB 手柄
插入后系統自動檢測，按提示映射按鍵。
2?? 藍牙手柄
bluetoothctl scan on pair <設備地址> trust <設備地址> connect <設備地址>
3?? 校準工具
jstest /dev/input/js0
推薦品牌：
8BitDo SN30 Pro / Pro 2（兼容模式完美）
Xbox One Controller（藍牙模式）
PS4 DualShock（需額外驅動）
七、圖形與性能優化
1?? GPU 與視頻驅動優化
sudo raspi-config
Advanced Options → GL Driver → Full KMS
Performance Options → GPU Memory = 256 MB
2?? 超頻配置（可選）
編輯 /boot/config.txt：
arm_freq=2500gpu_freq=800over_voltage=4
注意：確保散熱良好，建議安裝主動風扇。
3?? 分辨率優化
在 RetroPie 菜單中設置：UI Settings → Resolution → 1080p 60Hz
八、系統擴展與功能增強
| 功能 | 工具 / 命令 | 說明 |
|---|---|---|
| 保存狀態 | 內置 Save State 功能 | 支持即時存檔 |
| 聯網對戰 | RetroArch Netplay | 需低延遲網絡 |
| 遠程管理 | Samba / SSH / WebUI | 便于上傳 ROM |
| 語音助手控制 | GPIO + MQTT + Home Assistant | DIY 可擴展模塊 |
| 外設燈光同步 | GPIO WS2812 控制腳本 | 打造街機氛圍感 |
九、性能實測（Raspberry Pi 5 + RetroPie）
| 模擬平臺 | 幀率 (fps) | 畫面表現 | CPU 占用 |
|---|---|---|---|
| NES | 60 | 穩定 | 10% |
| SNES | 60 | 穩定 | 15% |
| PS1 | 60 | 穩定 | 25% |
| N64 | 55~60 | 稍有波動 | 60% |
| Dreamcast | 50~60 | 穩定可玩 | 75% |
平均功耗約 9 W，溫度控制在 65°C 以下。
十、安全與維護
定期備份 ROM 與存檔：
rsync -avz /home/pi/RetroPie/roms /mnt/backup/
啟用文件系統只讀模式防止斷電損壞：
sudo raspi-config → Performance Options → Overlay File System
使用穩定電源與 UPS 模塊防止中斷。
十一、項目總結
Raspberry Pi 5 的性能已完全足以支持主流復古游戲平臺模擬，結合 NVMe 存儲和改進的 GPU 驅動，
實現了近乎原生的游戲體驗。
| 特性 | 優勢 |
|---|---|
| 性能 | 可運行 N64 / Dreamcast 級別游戲 |
| 成本 | 整機約 $150–200 |
| 功耗 | <10W，低噪運行 |
| 擴展性 | 支持藍牙、Wi-Fi、GPIO 燈效 |
| 社區支持 | RetroPie / Batocera 活躍度高 |
【EEPW 編輯點評】
樹莓派 5 的計算性能使單板計算機首次跨入“可玩中高端主機模擬”的階段。
相較傳統游戲掌機方案（如 Anbernic 或 Retroid），Pi 5 的優勢在于可定制性和外設兼容性。
它不僅是一臺復古游戲主機，更是 家庭娛樂與創客教育平臺 的結合體。
隨著 Vulkan 驅動與 GPU 硬件加速的進一步完善，未來 Raspberry Pi 將可支持 PSP、PS2 等更高階模擬場景。
評論