Der Commodore 64 gilt bis heute als einer der bedeutendsten Heimcomputer der 1980er Jahre und hat eine starke Fangemeinde, die klassische Spiele und Software in ihrer Originalform erleben möchte. Viele Emulationsprojekte versuchen seit Jahren, den C64 digital nachzubilden, doch oft fehlt es dabei an präziser Echtzeit-Wiedergabe der Hardwarefunktionen, was zur Folge hat, dass Originalzubehör wie Floppy-Laufwerke oder spezielle Erweiterungskarten nicht fehlerfrei funktionieren. Hier setzt das Projekt Connomore64 an und verfolgt einen radikal neuen Ansatz, der auf der parallelen Nutzung mehrerer Mikrocontroller basiert, um eine absolut genaue Chip- und Takt-Emulation zu realisieren. Connomore64 verwendet eine Kombination aus RP2040- sowie RP2350-Mikrocontrollern, kostengünstigen Bausteinen, die jeweils für bestimmte Teile des Systems zuständig sind.
Die Idee dahinter ist, die komplexen Originalchips des C64 – wie den MOS 6510 Prozessor und den Grafikchip VIC-II – nahezu per „Chip-für-Chip“-Nachbau zu ersetzen. Hierfür kommunizieren die Mikrocontroller über einen getakteten 8-Bit-Multiplexbus mit einer Frequenz von etwa 8 MHz, was eine fast identische Taktung und Signalverarbeitung wie beim Original garantiert. Das ermöglicht neben der originalgetreuen Emulation auch das Anbinden von echter Originalhardware, beispielsweise dem legendären C1541 Floppy-Laufwerk. Ein wesentliches Highlight des Projekts ist die zehntel Mikrosekunden-Genauigkeit bei der Signalausgabe, also eine „cycle exact“ Emulation. Dies bedeutet, dass die zeitlichen Abläufe und Zustände einzelner CPU-Operationen und Peripheriegeräte bis in die feinste Detailschicht des Originalsystems nachvollzogen werden.
Solche Genauigkeit ist bei den meisten bisherigen Software-Emulatoren, wie dem populären VICE oder BMC, nicht gegeben, da diese meist auf eine optimale Performance bei geringer Latenz setzen und daher die exakte Signalsequenz abstrahieren. FPGA-basierte Emulatoren bieten zwar ebenfalls hohe Genauigkeit, jedoch sind sie meist teuer, technisch komplex und mit geschlossenen Toolchains versehen, was den Einsatz und die Anpassung erschwert. Connomore64 nutzt die günstigen und offenen Mikrocontroller-Plattformen RP2040/RP2350 und ermöglicht dadurch ein hohes Maß an Hackbarkeit und Flexibilität, bei gleichzeitig niedrigen Kosten. Das Projekt begann als kleines Weihnachtsprojekt mit der Idee, einen bestehenden C64-Emulator auf einer 400 MHz ARM-Plattform zu portieren. Schnell zeigte sich, dass die Emulation in Echtzeit bei möglichst originalgetreuer Umsetzung allein auf einer CPU-Kernarchitektur mit begrenzten Ressourcen kaum realisierbar ist.
Daher entstand die Idee, die Emulation auf mehrere Mikrocontroller zu verteilen und so die Rechenlast parallel zu bewältigen. Die Aufteilung auf mehrere Chips erlaubt eine nahezu echte „Chip-by-Chip“-Nachbildung der Hardware, inklusive Echtzeit-Signale von CPU, Grafikchip, CIA-I/O-Chips sowie SID-Soundchip. Der Emulator-Code basiert auf der bewährten „chips“-Emulationsbibliothek von Andre Weissflog, in die Connomore64 zahlreiche Optimierungen eingebracht hat. Dazu zählt eine schnellere und dennoch präzisere Implementierung der Grafikpipeline des VIC-II, einschließlich der Sprite-Emulation und Bitmap-Rendering. Besonders bemerkenswert ist die Verschiebung der Sprite-Berechnung in die Offscreen-Zeiten, um die Emulationsperformance weiter zu steigern. Auch die CIA-Sound- und Eingabemodulsimulation wurde mit Lookup-Tabellen optimiert, um Echtzeitanforderungen besser gerecht zu werden.
Die ursprünglichen 64-Bit-Pinschnittstellen wurden auf 32-Bit-Präzision umgestellt, was eine schlankere und effizientere Verarbeitung ermöglicht. An der Ausgabe-Technologie hat das Team umfassend gearbeitet. Für die Videodarstellung wird das HDMI/DVI-Protokoll verwendet, das von der PicoDVI-Library adaptiert wurde. So liefert Connomore64 eine hochwertige Bildausgabe, die sowohl den Retro-Flair als auch moderne Bildschirme unterstützt. Ebenso stellt das System einen Audio-Ausgang bereit, der auf einem portierten SIDKick-Projekt basiert. Dieser Firmware-Port ermöglicht das Abspielen originalgetreuer SID-Soundeffekte und -Musik mit gewohntem Klangbild. Die Hardware der aktuellen Connomore64-Version orientiert sich an einem „Breadbox“-Design, das im Retro-Stil dem originalen C64-Gehäuse angepasst ist.
Dabei wird besonderer Wert auf die Integration aller Standard-C64-Anschlüsse gelegt – Userport, IEC (für Floppy-Laufwerke), Expansion-Port sowie Joystick-Buchsen sind vollständig implementiert und funktional. Ziel dieser PCB ist die einfache Nachbaubarkeit und Erweiterbarkeit mit den neuesten Mikrocontrollern wie dem RP2350, bei gleichzeitiger Kompatibilität mit standardisiertem Zubehör. So ist es bereits möglich, originale Peripheriegeräte wie die C1541 Floppy oder diverse fastloaders (z. B. JiffyDOS und Transwarp) direkt zu verwenden, was für Retro-Enthusiasten ein enormer Gewinn an Authentizität ist. Durch die echtzeitnahe Architektur von Connomore64 lassen sich auch Userport-basierte Geräte wie WiC64 testen und nutzen. Die emulierte Hardware unterstützt damit eine breite Palette an Anwendungen, die weit über reine Software-Emulation hinausgehen.
Noch nicht vollendet ist die Integration komplexerer Erweiterungskarten am Expansion-Port, doch die Software und Firmware befinden sich in einer aktiven Entwicklungsphase. In puncto Kosten ist das Connomore64-Projekt ausgesprochen attraktiv, gerade im Vergleich zu FPGA-basierten Lösungen. Die verwendeten RP2040/RP2350 Mikrocontroller kosten unter einem Euro pro Stück, was für Hobbyisten und Bastler den Einstieg erleichtert. Die gesamte Hardware kann mit wenigen Komponenten auskommen, darunter lediglich eine Flash-Speicherchip und ein Quarzoszillator. Die Firmware-Updates werden komfortabel per SWD-Schnittstelle ausgerollt, was den Entwicklungs- und Wartungsaufwand reduziert. Der Prototyp wurde erfolgreich auf mehreren gestapelten RP2040-Platinen realisiert, wobei die Videoausgabe über einen einfachen passiven DVISock-Hat erfolgt. Die Zukunft des Projekts ist vielversprechend.
Die Software wird vermutlich als quelloffene Lösung unter einer starken Copyleft-Lizenz veröffentlicht werden – vorerst allerdings noch nicht für den Massenmarkt oder kommerzielle Nutzung. Gleichzeitig dient Connomore64 als Forschungs- und Testumgebung für verteilte Mikrocontroller-Emulationen, die über den C64 hinaus Anwendungspotenziale aufzeigen. Die parallel laufenden RP2040/RP2350-Emulatorinstanzen lassen sich auch auf dem PC simulieren und debuggen, was die Weiterentwicklung erheblich erleichtert. Insgesamt zeigt Connomore64, wie durch clevere Modularisierung und Einsatz preisgünstiger Mikrocontroller in Kombination mit ausgeklügelter Softwaretechnik die anspruchsvolle Aufgabe der exakten und echten Emulation historischer Hardware neu gedacht werden kann. Im Gegensatz zu klassischen Software-Emulatoren punktet das Projekt mit seiner unvergleichlichen Kompatibilität zu Originalhardware und der Detailgenauigkeit der Nachbildung der Timing- und Signalcharakteristiken.
Connomore64 verbindet damit den Charme des Retro-Computings mit moderner Technologie und eröffnet neue Wege für Sammler, Entwickler und Liebhaber des Commodore 64. Die Möglichkeit, Originalfloppy-Laufwerke und andere Peripherie verzögerungsfrei einzusetzen, ist ein Meilenstein in der Retroszene, der das nostalgische Erlebnis auf ein neues Level hebt. Wer sich für die technische Umsetzung interessiert oder selbst zum Projekt beitragen möchte, findet eine umfangreiche Dokumentation sowie den Quellcode auf GitHub. Dort bietet Connomore64 nicht nur eine faszinierende Hommage an das Kultsystem, sondern auch eine Blaupause für zukünftige Emulatorprojekte, die auf parallele Mikrocontroller-Architekturen setzen. Die Kombination aus Kontrolle, Präzision und kosteneffizienter Hardware macht Connomore64 zu einem Leuchtturmprojekt im Bereich der Echtzeit-Retro-Emulation.
