frank-386 README

The project's README from github.com/rh1tech/frank-386. As one markdown file: README.md.

FRANK 386

Official page: frank.rh1.tech — hub for all FRANK boards and firmware.

i386 PC Emulator for RP2350 (Raspberry Pi Pico 2) with VGA/HDMI output, SD card storage, PS/2 and USB keyboard/mouse, NES gamepad, and audio output.

Based on Tiny386 by Chunhui He.

Features

Screenshots

FRANK 386 in Action

Screenshot 1 Screenshot 2 Screenshot 3 Screenshot 4 Screenshot 5

Supported Boards

This firmware is designed for RP2350-based boards with integrated VGA/HDMI, SD card, and keyboard input:

Hardware Requirements

Note: When USB HID is enabled, the native USB port is used for keyboard/mouse input. USB serial console (CDC) is disabled in this mode; use UART for debug output.

Board Configurations

Four GPIO layouts are supported: M1, M2, PC (Olimex), and Z2 (Waveshare).

VGA / HDMI

Signal M1 GPIO M2 GPIO
Base 6 12
Range 6-13 12-19

SD Card (SPI mode)

Signal M1 GPIO M2 GPIO
CLK 2 6
CMD 3 7
DAT0 4 4
DAT3/CS 5 5

PS/2 Keyboard

Signal M1 GPIO M2 GPIO
CLK 0 2
DATA 1 3

PS/2 Mouse

Signal M1 GPIO M2 GPIO
CLK 14 0
DATA 15 1

NES/SNES Gamepad

Signal M1 GPIO M2 GPIO
CLK 14 20
DATA 16 26
LATCH 15 21

I2S Audio

Signal M1 GPIO M2 GPIO
DATA 26 9
BCLK 27 10
LRCLK 28 11

SD Card Setup

Directory Structure

Create a 386/ directory on your SD card:

SD Card Root/
└── 386/
    ├── config.ini      # Configuration file
    ├── bios.bin        # SeaBIOS ROM (required)
    ├── vgabios.bin     # VGA BIOS ROM (required)
    ├── dos622.img      # Hard disk image
    ├── boot.img        # Floppy image
    └── ...             # Other disk images

BIOS Files

Download SeaBIOS and VGA BIOS from the SeaBIOS releases or use bios.bin/vgabios.bin from sdcard/386.

Configuration File (config.ini)

Create 386/config.ini:

[pc]
mem=8M
bios=bios.bin
vga_bios=vgabios.bin

[frank-386]
cpu_freq=504
psram_freq=166

Preparing Disk Images

Floppy Images (.img):

Hard Disk Images (.img):

CD-ROM Images (.iso):

Loading Disk Images

At Boot: Configure disk images in config.ini as shown above.

At Runtime (Disk Manager):

  1. Press Win+F12 to open the Disk Manager
  2. Use arrow keys to select a drive (A:, B:, C:, D:, E:)
  3. Press Enter to browse disk images in the 386/ directory
  4. Select an image file to insert, or eject the current disk
  5. Press Escape to close the Disk Manager

Changes made via Disk Manager are saved to config.ini automatically.

Controls

Keyboard Shortcuts

Shortcut Action
Win+F12 Open Disk Manager
Win+F11 Open Settings Menu
Ctrl+Alt+Delete System reset (sent to guest OS)

Settings Menu (Win+F11)

Configure emulator settings at runtime:

Settings are saved to config.ini and take effect after restart.

Disk Manager (Win+F12)

Manage disk images without restarting:

Building

Prerequisites

  1. Install the Raspberry Pi Pico SDK (version 2.0+)
  2. Set environment variable: export PICO_SDK_PATH=/path/to/pico-sdk
  3. Install ARM GCC toolchain

Build Steps

# Clone the repository
git clone https://github.com/rh1tech/frank-386.git
cd frank-386

# Build with default settings (M2 board, 378MHz, PS/2 keyboard)
./build.sh

# Build for M1 board
./build.sh -M1

# Build with USB keyboard support
./build.sh --usb-hid

# Custom build
./build.sh -b M1 -c 504 -p 166 --debug

Build Options (build.sh)

Option Description
-b, --board <M1|M2|PC|Z2> Board variant (default: M2)
-c, --cpu <MHz> CPU speed: 378 (default), 504
-p, --psram <MHz> PSRAM speed: 133 (default), 166
--usb-hid Enable USB keyboard (disables USB serial)
--hdmi Force HDMI output
--debug Enable debug output
-clean Clean build directory first

Build Options (CMake)

Option Description
-DPICO_BOARD=pico2 Build for RP2350 (default)
-DBOARD=M1 Use M1 GPIO layout
-DBOARD=M2 Use M2 GPIO layout (default)
-DBOARD=PC Use Olimex PICO-PC layout
-DBOARD=Z2 Use Waveshare RP2350-PiZero layout
-DCPU_SPEED=378 CPU clock in MHz (378, 504)
-DPSRAM_SPEED=133 PSRAM clock in MHz (133, 166)
-DUSB_HID_ENABLED=ON Enable USB keyboard (disables USB serial)
-DDEBUG_ENABLED=ON Enable verbose debug logging
-DFORCE_HDMI=ON Force HDMI output

Release Builds

To build all firmware variants:

# Interactive (prompts for version)
./release.sh

# With version number
./release.sh 1.02

This creates firmware files in the release/ directory:

Flashing

# With device in BOOTSEL mode:
picotool load build/frank-386.uf2

# Or use the flash script:
./flash.sh

Troubleshooting

"0 bytes of memory" during Windows 95 setup

Use setup /im to bypass memory check.

"Protection error" during Windows 95 startup

Use patcher9x.

Enable mapdrive.com support (redirector) to map SD-card to network-attached-drive H

Set redirector = 1 in config.ini.

No keyboard input

SD card not detected

License

MIT License. See LICENSE for details.

Authors & Contributors

Mikhail Matveev & DnCraptor

Acknowledgments

This project is based on the following open-source projects:

Tiny386

Pico-286

QuakeGeneric

QEMU

MAME FM Sound Generator

inih

SeaBIOS

FatFs

FatFs Utilities

Raspberry Pi Pico SDK

frank-386 (rh1tech/frank-386)

Searching Database…

Что это такое?FRANK 386 — это эмулятор ПК на i386, работающий в виде прошивки на Raspberry Pi Pico 2 (RP2350): плата превращается в крошечный ретро-компьютер с видео VGA/HDMI, хранилищем на SD-карте, вводом с клавиатуры и мыши, а также звуком. Это порт Tiny386 авторства Chunhui He.
То есть это не программа, которую я устанавливаю на компьютер, — сама плата Pico становится компьютером?Именно так. Вы прошиваете её на плату RP2350 как прошивку, и один микроконтроллер эмулирует весь компьютер — процессор, видеокарту, звуковую карту и дисководы. Компьютер-хост при работе не задействуется вовсе.
Как его запустить?Прошейте собранный под вашу плату файл прошивки .uf2 на RP2350, затем подготовьте SD-карту в FAT32 с каталогом 386/, в котором лежат файлы SeaBIOS и VGA BIOS, образы ваших дисков и config.ini со ссылками на них.
Какое железо мне нужно, кроме самой платы?Для расширенной памяти обязательно нужно 8 МБ PSRAM, плюс разъём VGA или HDMI, модуль SD-карты, подключённый в режиме SPI, и клавиатура PS/2 или USB. Звук через I2S DAC или PWM — по желанию.
Насколько это мощный компьютер и что он реально может запустить?Думайте об играх начала 90-х... точнее, об оборудовании того времени: полная эмуляция i386 и частичная i486/i586 с опциональным сопроцессором x87 FPU, до 8 МБ памяти и графика до 640x480. В этих рамках загружаются DOS, Windows 3.x, Windows 95 и Linux.
На какие платы его можно прошить?Поддерживаются четыре схемы распиновки GPIO: FRANK, Murmulator (варианты M1 и M2), Olimex PICO-PC и Waveshare RP2350-PiZero. Для каждой платы в релизе собирается отдельный файл .uf2.
Какие звуковые карты он эмулирует?AdLib OPL2, Sound Blaster 16, PC Speaker, Tandy, Covox, Disney Sound Source и MPU-401 — любую из них можно включить или выключить в меню настроек (Win+F11).
Можно ли менять диски без перезагрузки?Да — Win+F12 открывает работающий на ходу Disk Manager, где можно вставлять и извлекать образы дискет (A:, B:), жёстких дисков (C:, D:) и CD-ROM (E:); изменения автоматически сохраняются обратно в config.ini.
Windows 95 запускается без хитростей?Почти — известны две особенности: передайте параметр setup /im, чтобы пропустить проверку памяти при установке, и примените patcher9x, если загрузка останавливается с ошибкой защиты.
Creator
rh1tech
Size
21.8 MB
Stars
210
Age
8mo
Commits · 90 Days