基于安信可Ai-M61开发板的自制U盘红白机教程

本文转自立创开源广场，原作者「拿了桔子跑」

原文地址：https://oshwhub.com/article/article_vcmwvopo

编者按：

手里有一块吃灰的 Ai-M61 或 Ai-M62，还能拿它做什么？

立创开源广场上有个作品给了个精彩的答案：把它做成一个打火机大小的 U 盘，插上电脑，系统认成「带麦克风的摄像头」，相机软件里直接出红白机画面。

项目叫 USB-NES。一颗 RISC-V 在片上跑 InfoNES，画面走 UVC、声音走 UAC、手柄走 HID，一根 USB 线把三件事一起做了，全程不需要板子带屏。

原理并不复杂：模拟器本来就在一帧一帧算画面，只要把算出来的画面编码成 MJPEG、当成摄像头推出去，任何带屏的设备都能当它的显示器。

「必须带屏」这条约束一去，Ai-M61 / M62 这类小板的可玩性一下就宽了。

我们觉得这个思路值得给手上正好有块吃灰板子的人看看，所以把原作者的文章整理出来。

下文为原作者正文，我们只做排版整理，技术细节与结论保留作者原意。

家人们，有没有手里吃灰的Ai-M61 / Ai-M62开发板？这些板子其实完全够跑 NES 红白机，但之前一直没个像样的玩法。

说个我自己的经历：早先用小安派 S1自己搓了个模拟器玩小霸王（参考这篇），结果是能玩，但有两个硬伤——一是那个模拟器只支持 Mapper0 格式的 NES，像魂斗罗这种非 Mapper0 的游戏根本跑不起来；二是 S1 靠触摸屏操作，手感一言难尽。更麻烦的是，那版固件必须小安派 S1 才能跑，换块板子就歇菜。

后来学 USB 的时候灵光一现：既然画面是模拟器自己算出来的，干嘛非要板子带屏幕？让电脑把模拟器画面当「摄像头」收进来不就完了——于是 UVC 视频 + UAC 音频 + HID 手柄三根线合一的复合 USB 设备就出来了，而且任何带 Ai-M61/Ai-M62 的板子都能跑。当前这版做得只有打火机大小，直接挂钥匙扣上，小巧方便。

这次咱们玩的硬核货——USB-NES：一颗 RISC-V 片上跑 InfoNES（支持多 Mapper，魂斗罗也能玩），插上 USB 电脑认成「带麦克风的摄像头」，视频、声音、手柄一根线全包，换游戏不用重编固件。妥妥的吃灰板子复活神器～

说明：本项目主体是 BL616/BL618 复合 USB 设备（UVC 视频 + UAC 音频 + HID 手柄 + 片上 InfoNES）。下面要讲的 ESP32 小手柄只是其中一种无线控制方式，手机、电脑照样能连。

01先上成品展示！

整机就是个打火机大小的 USB 小 Dongle，挂钥匙扣上都行。插上电脑，Windows 设备管理器里会依次冒出「摄像头」「麦克风」「HID 游戏设备」三类。

外壳 3D 渲染（闭合形态）：打火机大小，一头 USB 接电脑、一头 TTL 串口，顶上两颗实体按键

Windows 设备管理器：「照相机」和「声音输入」里同时冒出 BL6x8_UVC_UAC_DEMO——一个设备被认成两类

USB Device Tree Viewer 再确认：同一个设备描述符里挂着 Camera, Audio, HID 三接口，标准的 USB 复合设备

02实物展示

设计再漂亮，也得看实机能不能跑。下面是通电、连电脑、出画面的实机照片——重点是这玩意儿只有打火机大。

外壳 3D 渲染（打开视图）：迷你 PCB + 双 Type-C 座，Ai-M61/M62 模组焊在中央

双 Type-C 特写：一头 USB（复合设备接电脑），一头 TTL（串口烧录/日志），烧完游戏拔掉 TTL 线就能挂着当 U 盘红白机

实机效果：打开 Windows 自带「相机」，UVC 收到的就是 NES 画面（坦克大战），零驱动、零插件

上电进中文游戏菜单：2048、超级玛丽、魂斗罗、马戏团、炸弹人、坦克大战、公路追逐赛、双截龙……方向键移光标、A 进入，换游戏不用重编固件

03项目卡片与硬件清单

项目	说明
核心大脑	安信可 Ai-M61 / Ai-M62 / BL616 / BL618 模组（博流 RISC-V，320MHz，4MB PSRAM）——手上有这些板子的都能跑
体积	打火机大小，可直接挂钥匙扣，小巧便携
屏幕依赖	零屏幕 ——画面走 UVC 让电脑/手机当「摄像头」显示，板子本身不用带屏
交互方式	有线 USB HID（PC 网页/小程序转发）+ 无线 UDP（板子开 SoftAP 热点，手机/电脑/ESP32 连上来玩）
视频输出	UVC 摄像头，硬件 MJPEG 编码，默认 512×480、15fps（实测编码 19fps）
音频输出	UAC 麦克风，NES APU 5 路波形混音 + 去直流，44.1kHz / 立体声 / 16-bit
手柄通道	HID（有线）+ 自定义 UDP（无线），最长支持 2 人同屏
模拟器	片上 InfoNES（6502 + PPU + APU），支持多 Mapper（不像早期 S1 那版只认 Mapper0），魂斗罗也能玩
内置游戏	9 款经典（超级玛丽、魂斗罗、坦克大战、双截龙……）
换游戏方式	flash_rom.py 一条命令写入，免重编固件
固件分发	固件 + 全部游戏拼成单文件合并镜像，一键烧录
上手难度	（会编译、会烧录、会写一条命令就行）

硬件清单

部件	具体型号/规格	说明/来源
主控	Ai-M61 / Ai-M62 / BL616 / BL618（博流 RISC-V 320MHz，4MB PSRAM）	安信可模组，吃灰板子也能用
体积	打火机大小，可挂钥匙扣	迷你 PCB，无屏幕
视频	硬件 MJPEG 编码器（RGB565→YUYV 软件转换）	片上外设，UVC 输出
音频	NES APU 5 路混音 + 去直流	经 UAC 输出 44.1k 立体声
手柄	板载按键 + USB HID + 无线 UDP	有线/无线双模，最长 2 人
存储	板载 Flash（固件 + ROM 分区）	ROM 走独立目录区 + 数据区
接口	USB 2.0（DP/DN）	Type-C 或 Micro-USB，供电 + 复合设备
上位机	PC 网页nes_pad_webhid.html/ 脚本nes_pad_sender.py	有线转发手柄
无线端	手机 / 电脑 / ESP32 小手柄	连板子 SoftAPBL616_NES发 UDP

04固件设计：一根 USB 线，三个设备

为什么用 UVC 而不是板子带屏？早期在小安派 S1 上玩，板子必须带屏幕才能看到画面，硬件门槛高、还得是特定板子。后来想到：模拟器画面本来就是芯片一帧帧算出来的，只要把它编码成 MJPEG 走 UVC，电脑/手机的相机软件就能直接当「摄像头」显示——板子自己完全不用带屏，任何 Ai-M61/M62 小板都能跑。这步直接把「必须有屏幕」的硬约束拿掉了，也是这个项目能「让吃灰板子玩起来」的关键。

核心思路是把 BL616/BL618 做成一个USB 复合设备（bDeviceClass=0xEFIAD 复合），一根 USB 线同时暴露三个接口：

·UVC（视频）：片上 InfoNES 把 NES 画面渲染成 RGB565，软件转成 YUYV，再交给硬件 MJPEG 编码器压成视频流。电脑打开相机软件就能看，不用装任何驱动。

·UAC（音频）：NES APU 的五路波形（2× 脉冲、三角波、噪声、DPCM）在片上混音，做过去直流处理，经 UAC 输出 44.1kHz 立体声。电脑录音软件能直接收到游戏原声。

·HID（手柄）：板载按键通过 USB HID 回传，PC 网页/小程序读到来转发给模拟器。

不用画架构图，直接上真实枚举证据——USB Tree Viewer 展开看到同一个设备下挂三个子设备：① UVC 视频设备（Camera class）② UAC 音频设备（AudioEndpoint）③ HID 设备（标准游戏手柄）。VID/PID = ABCD:1234，一根 USB 线，三个设备

视频做了BT.601 studio range + 2× 放大的色彩处理，高对比边缘没有红绿鬼影（这点是踩过坑修好的，见后面「踩坑总结」）。模拟器用InfoNES，支持多 Mapper，非 Mapper0 的游戏（如魂斗罗）也能跑——这比早期 S1 那版只认 Mapper0 强太多。

05操控方式：有线 + 无线，最长 2 人

早期 S1 靠触摸屏操作，手感一言难尽；这版回归实体操控——有线 HID + 无线 UDP，手感正常。怎么玩？两种。

A. 有线（零安装）：PC 接上真手柄，打开nes_pad_webhid.html网页（WebHID，浏览器直连，不用装驱动），按键一键转发给板子。网页里还能直接预览 UVC 画面和音频——左边选设备，右边出游戏：

nes_pad_webhid.html：网页读 UVC+UAC 直接出画面（坦克大战标题），下方是 NES 风格虚拟手柄，键盘 WASD/J/K 也能玩

B. 无线：板子自己开一个 WiFi 热点BL616_NES，手机、电脑、甚至一块 ESP32 小手柄连上来，发 4 字节 UDP 到192.168.4.1:5000，源端口 5001/5002区分 PAD1 / PAD2，于是能 2 人同屏。

PC 端 UDP 调试工具（连 BL616_NES 热点即用）：WASD + A/B/Sel/Sta 点按即发，还有「自动演示」一键跑序列；ESP32 小手柄发的也是同一套 4 字节报文

06烧录与使用

·编译固件：make CHIP=bl616 BOARD=bl616dk

·写游戏（免重编）：python tools/flash_rom.py 你的rom.nes一条命令把 ROM 写进 Flash 分区

·拼合并镜像：python tools/make_merged_firmware.py把固件 + 全部游戏拼成单文件

·一键烧录：BLFlashCommand.exe --interface=uart --baudrate=2000000 --port=COMx --chipname=bl616 --cpu_id=ap --config=flash_prog_cfg.ini

·上电：插 USB，电脑识别成摄像头+麦克风，打开相机软件即出画面，上电即进中文游戏菜单

07核心代码：输入源统一

最有意思的一处设计——有线 HID 和无线 UDP 被统一成一个输入源，模拟器核心一行都不用改：

// nes/infones_port.c（节选） // 新增的输入源（无线 UDP）只改这一处，InfoNES 核心零改动 uint8_t pad1_current(void) { return pad_state // 有线 HID 写入的按键 | pad_udp_get_state(0); // 无线 PAD1（UDP server 收到的状态） }

无线端的按键映射也很直白，6 个物理键一一对应「上下左右 + A + B」，全部单键直出：

# nes_pad_udp.py（节选，ESP32 无线手柄端） BUTTON_MAP = ( ("up", BIT_UP), ("dn", BIT_DOWN), ("lt", BIT_LEFT), ("rt", BIT_RIGHT), ("a", BIT_A), ("b", BIT_B), ) # Select / Start 协议里有、物理上没有，用长按补： # b 长按松手 -> Select； a+b 同按 -> Start； b 长按 2s -> 退出

08实测效果

· 插上电脑，设备管理器同时出现摄像头 + 麦克风 + HID 三类设备

· 打开相机软件出 512×480 魂斗罗标题，实测编码 19fps（超出协议声明的 15fps）

· 录音软件收到 NES 五声道 BGM，去直流后不刺耳

· 上电进中文游戏菜单，9 款 ROM 方向键导航、A 进入

· 无线：ESP32 小手柄连BL616_NES热点，4 字节 UDP 操控，PAD1/PAD2 双人

· 换游戏：flash_rom.py一条命令，不用重编固件

实测进行中：坦克大战（非 Mapper0 之外的经典都能跑，魂斗罗同理），WebHID 网页画面 + 虚拟手柄操控，延迟肉眼无感。

09踩坑总结

坑1：画面边缘红绿鬼影

一开始 NES 画面放大后，高对比边缘出现红/绿拖影（chroma ghosting）。根因是色彩范围用了 PC 的 full range + 简单的 1× 复制。改法：用BT.601 studio range + 2× 放大，鬼影消失。现在可放心当卖点。

坑2：音频有直流偏移、低频嗡嗡声

NES APU 混音直出时带直流分量，喇叭会有「噗噗」底噪。在混音后加了一级去直流（高通/减均值），44.1k 立体声输出干净了。

10升级思路｜玩出更多花样

·更多 ROM：Flash 分区还有余量，继续塞经典；

·实体手柄：使用 WB2 或者 M61做成真正能握的无线手柄；

·音频升级：APU 接板载 DAC 直推小喇叭，脱离电脑也能外放；

最后说两句

USB-NES 最爽的点在于：它把你手里吃灰的 Ai-M61/M62 板子变成了能插电脑就玩的红白机——不用屏幕、不用小安派 S1、魂斗罗也能跑，打火机大小挂钥匙扣上。从「编译固件」到「写游戏进 Flash」再到「插上电脑就能玩」全链路可控。一根 USB 线，电脑认成摄像头，里面却在跑魂斗罗——这种「骗过操作系统」的硬核浪漫，比刷一百个短视频都强。

如果你手上有块吃灰的 Ai-M61/M62 想让它复活，欢迎参考这个项目。有任何问题评论区留言，一起交流～