Comparativa i avaluació de sistemes d'emulació en microconsoles amb un Single-Board Computer

Abstract

Aquest Treball de Final de Grau estudia la viabilitat d’utilitzar un Single-Board Computer (SBC), concretament la Raspberry Pi 5, per crear una microconsola capaç d’emular videojocs de diverses consoles clàssiques i modernes. En primer lloc, s’hi analitzen els conceptes bàsics sobre els SBC, les microconsoles i l’emulació de videojocs, posant èmfasi en la seva evolució i en els reptes tècnics que suposa. A continuació, es descriu el procés de configuració i prova de diferents plataformes (RetroArch, Recalbox, Lakka), així com la instal·lació manual de diversos nuclis d’emulació per tal de reproduir sistemes com Game Boy Advance, Nintendo DS, PSP o GameCube. Es mostren també estratègies d’optimització i diagnosi de colls d’ampolla —tant en l’àmbit de maquinari com de programari—, incloent-hi tècniques de refrigeració, configuració de shaders, overclocking, ajustos de latència i selecció de ROMs adequadament optimitzades. Els resultats indiquen que, malgrat les limitacions inherents de l’arquitectura ARM per a consoles 3D més potents, els SBC moderns poden arribar a oferir una experiència d’emulació prou satisfactòria per a sistemes retro i 2D, i algunes consoles 3D d’antiga generació. Destaca la importància d’emprar sistemes operatius lleugers i de realitzar ajustos específics per a cada emulador. Les conclusions apunten que, amb un cost relativament baix, es pot aconseguir una microconsola funcional i estable, i s’obren diverses línies de futur per millorar-ne encara més les prestacions, la compatibilitat i la facilitat d’ús.

This Final Degree Project explores the feasibility of using a Single-Board Computer (SBC), specifically the Raspberry Pi 5, to create a microconsole capable of emulating video games from various classic and modern consoles. Firstly, it examines the basic concepts of SBCs, microconsoles, and video game emulation, with an emphasis on their evolution and the technical challenges they involve. Next, it describes the setup and testing process of different platforms (RetroArch, Recalbox, Lakka), as well as the manual installation of multiple emulation cores to reproduce systems like Game Boy Advance, Nintendo DS, PSP, or GameCube. It also discusses optimization strategies and bottleneck diagnostics —both in hardware and software— including cooling techniques, shader configuration, overclocking, latency adjustments, and the selection of properly optimized ROMs. The results show that, despite the inherent limitations of ARM architecture in more powerful 3D consoles, modern SBCs can deliver a satisfactory emulation experience for retro and 2D systems, and even some older 3D consoles. The importance of using lightweight operating systems and making specific tweaks for each emulator is highlighted. The conclusions suggest that, with a relatively low cost, it is possible to achieve a functional and stable microconsole, opening up new avenues for further enhancements in performance, compatibility, and ease of use.