重要なポイント
- Raspberry Pi OS を実行する仮想マシンを作成するには、次のことを行う必要があります。
- Raspberry Pi OS イメージをダウンロードします。
- VirtualBox を起動し、新しい仮想マシンを作成します。
- Raspberry Pi OS イメージを使用して仮想マシンを起動します。
- Raspberry Pi OS をインストールし、画面解像度の設定などの最終調整を実行します。
仮想マシンで Raspberry Pi を実行することは、開発者、愛好家、および購入前に試してみたい人にとって便利なハックです。 VirtualBox でこれを行う方法は次のとおりです。
仮想 Raspberry Pi が必要な理由
Raspberry Pi は、クレジット カードほどの大きさのシングルボード コンピューターです。手頃な価格で優れた仕様を備えた、完全な機能を備えた 小型 PC です。製品ラインナップには、10ドル未満のミニマルなPi Picoから、2023年9月に発表される 主力製品であるRaspberry Pi 5 まで、多くのモデルが揃っています。価格は、4GBモデルが60ドル、8GBモデルが80ドルです。
Raspberry Pi は、サイズが小さく、価格が低く、Linux ディストリビューションを実行できるため、愛好家、メーカー、改造愛好家に採用され、目的の教育市場をはるかに超えて、あらゆる種類の 興味深く 創造的なプロジェクトで使用されました。これらのプロジェクトは多くの場合、画面、キーボード、マウスを必要としないインスタンスの計算能力を使用して、 ヘッドレス システム として実行されます。 Raspberry Pi はプロジェクトの組み込み頭脳を提供し、人間の介入なしで実行されます。人々は、Raspberry Pi を、 ネットワーク接続されたアプライアンス やモノのインターネット デバイスのコア コンピューティング要素として使用してきました。
ただし、ヘッドレス デバイスにロックされているわけではありません。ほとんどの Raspberry Pi モデルは高解像度モニターを駆動できます。実際、Raspberry Pi モデル 4 と 5 には 2 つのマイクロ HDMI 出力があり、2 つのモニターを同時に駆動でき、Raspberry Pi モデル 1、2、および 3 はすべて 1 つのモニターを駆動できます。 ARM ハードウェア 用に設計された Linux ディストリビューションをロードし、キーボード、マウス、モニターを接続すれば、デスクトップ PC が完成します。
確かに、初期のモデルのパワーはパフォーマンスが控えめであることを意味していましたが、後のモデルは大幅に強力になっています。このように Raspberry Pi を使用できると、Pi 用の開発がはるかに簡単になります。従来のデスクトップ PC などの別のプラットフォームで開発すると、コードがテストのために Raspberry Pi に移動されたときに驚くような事態が発生する可能性があります。
問題は、ソフトウェア開発者には力が必要であり、Raspberry Pi が提供できる機能は限られていることです。現実的なペースで開発を進めるには、コンパイル時間を短くする必要があります。おそらく、ツール チェーンには Raspberry Pi がサポートできる以上のメモリが必要です。さらに、Raspberry Pi は SD カードをストレージとして使用するため、 ディスクを大量に使用するアクティビティ を抑制できます。
1 つの答えは、Raspberry Pi オペレーティング システムを他のハードウェア上の仮想マシンとして実行することです。これにより、現実的な速度で駆動するために必要なパワーが得られ、RAM とハードドライブの容量を好きなだけ設定できるようになります。
これを使用して開発作業を支援し、完成したソフトウェアを実行する Raspberry デバイスの実際の仕様を複製するように構成された別の仮想マシンでアプリをテストできます。仮想マシンのスナップショットを作成してそこにロールバックできるため、テスト間でテスト マシンを即座にネイキッド状態にロールバックできます。
ただし、あなたは開発者ではなく、Raspberry Pi に興味はあるものの、実際に触って自分のニーズに合うかどうかを確認するまではお金を渡すことに慎重な人かもしれません。仮想マシンで Raspberry OS を実行すると、何が起こるかがよくわかります。
もちろん、いくつかの違いはありますが、実際の Raspberry Pi ハードウェアをテストするわけではないため、ネットワーク スループットとビデオ品質は実際のデバイスを表すものではありません。
VirtualBox で Raspberry Pi 仮想マシンをセットアップするために必要な手順を見てみましょう。
Raspberry Pi デスクトップ OS のダウンロード
Raspberry Pi で使用できるオペレーティング システムは多数ありますが、Raspberry Pi ハードウェアは ARM ベースであり、VirtualBox は ARM ハードウェアをエミュレートしません。したがって、仮想マシンを作成するには、x86 ハードウェアをサポートするバージョンも提供する Raspberry Pi オペレーティング システムを使用する必要があります。
Raspberry Pi OSと呼ばれるRaspberry Piの公式オペレーティングシステム。これは Debian Linux に基づいており、 PC および Mac 用のバージョンをダウンロード できます。それが私たちが使用するバージョンです。
Raspberry Pi デスクトップ オペレーティング システムをダウンロードし、 ISO イメージが コンピューター上のどこにあるかをメモします。おそらく「ダウンロード」フォルダにあると思います。
仮想マシンの作成
最初のステップは、オペレーティング システムをインストールする仮想コンピューターを作成することです。
VirtualBox を起動し、「マシン」、「新規」の順にクリックします。仮想マシンに名前を付ける必要があります。これは、VirtualBox がマシンを識別するために使用するラベルにすぎないため、任意の名前を付けることができます。ここでは「RaspberryPi」というわかりやすい名前にします。
「フォルダー」フィールドに、VirtualBox で新しい仮想マシンを保存するディレクトリを入力します。「ISO イメージ」フィールドで、ダウンロードしたファイルを選択します。ドロップダウンを使用してファイルに移動できます。最後に、「無人インストールをスキップする」チェックボックスを選択し、「次へ」ボタンをクリックします。
「ハードウェア」ページでは、この仮想マシンに割り当てる RAM と CPU コア の数を設定できます。
8 GB の RAM を選択し、CPU コアは 1 コアのままにしました。続行する準備ができたら、「次へ」ボタンをクリックします。
「仮想ハードディスク」ページでは、VirtualMachine のハード ドライブのサイズを選択できます。これにより、Raspberry Pi がストレージとして使用する SD カードが複製されます。
私は 16GB のハードドライブを与え、他のオプションは無視しました。これによりハード ドライブから 16 GB がすぐに圧迫されるわけではありません。VirtualBox を使用すると、仮想マシンの仮想ドライブをオンデマンドで最大 16 GB まで拡張できます。
「次へ」ボタンをクリックして次に進みます。
「概要」ページには、選択内容の要約が表示されます。
「完了」ボタンをクリックして仮想マシンを作成します。
VirtualBox アプリケーションに、選択した名前の新しいエントリが表示されます。私たちの場合は「Raspberry Pi」でした。
マシンのいくつかの設定を微調整していきます。新しい仮想マシンを選択し、「設定」アイコンをクリックします。
サイドバーの「ディスプレイ」を選択し、「ビデオメモリ」スライダーを右端までドラッグします。
これにより、仮想マシンが仮想グラフィックス カードに使用できる RAM が増加します。
サイドバーで「ネットワーク」を選択し、「接続先」ドロップダウンで「ブリッジアダプター」を選択します。
これにより、仮想マシンは実際の PC と同じ IP 範囲でネットワーク接続できるようになります。これにより、必要に応じて仮想マシンへの SSH 接続が容易になり、仮想マシンがプリンタなどの物理デバイスにアクセスできるようになります。画面下部の「OK」ボタンをクリックします。設定ダイアログが閉じます。
これで、緑色の矢印アイコンをクリックして仮想マシンを起動できるようになりました。
仮想マシンが起動され、ISO イメージがブートされます。
メニューから「インストール」を選択し、「Enter」を押します。リストからキーボードを選択し、「Enter」を押します。
「ディスクのパーティショニング」画面で「ガイド – ディスク全体を使用」を選択し、「Enter」を押します。
この仮想マシンにはハード ドライブが 1 つだけあります。すべてのデータが消去されると警告されています。大丈夫、この新しい仮想ドライブには何もありません。
「Enter」を押して次に進みます。パーティション分割スキームを尋ねられます。 「1 つのパーティション内のすべてのファイル (新規ユーザーに推奨)」が選択されていることを確認し、「Enter」を押します。
選択したパーティション分割の概要が表示されます。
「Enter」を押して続行します。画面が変わり、オプトアウトできるようになります。デフォルトでは「いいえ」が選択されています。
「はい」を強調表示し、「Enter」を押します。現在、インストーラーが GRUB ブート ローダーをこの仮想マシンのプライマリ ドライブにインストールすることを想定していることを示す画面が表示されます。
これは私たちが持っている唯一のドライブなので、「Enter」を押してその場所を受け入れます。
次の画面で「/dev/sda (ata-VBOX_HARDRISK….)」を選択し、「Enter」を押します。
これにより、インストーラーはハード ドライブの最初のパーティションをブート ローダーの場所として使用するように指示されます。
インストールが進行するにつれて、進行状況バーがゆっくりと進みます。
最終的に、「インストールの完了」ページが表示されます。
「続行」が強調表示されていることを確認し、「Enter」を押します。仮想マシンが再起動します。
Raspberry Pi を初めて起動する
仮想マシンが起動すると、物理的な Raspberry Pi を起動しているかのように、通常の起動画面が表示されます。最初に表示される画面は GRUB メニューです。
「Enter」を押すか、メニューがタイムアウトするまで待つことができます。通常、これには約 10 秒かかります。
仮想マシンを初めて起動するときは、仮想 Pi の構成を完了するためにいくつかの情報を入力する必要があります。
最初の設定画面が表示されたら、「次へ」ボタンをクリックします。 「国の設定」画面で、ドロップダウン メニューを使用して国、言語、タイムゾーンの設定を選択します。
「次へ」ボタンをクリックして次に進みます。
「ユーザーの作成」画面で、ユーザーの名前を入力し、パスワードを作成します。
「次へ」ボタンをクリックしてユーザーアカウントを作成します。
「ソフトウェアの更新」画面では、現在のインストールがソフトウェア リポジトリと照合して最新であることを確認します。これには少し時間がかかりますが、じっくりとやり遂げることをお勧めします。
「次へ」ボタンをクリックするとアップデートチェックが実行されます。
アップデートが完了したら「OK」ボタンをクリックしてください。
「再起動」ボタンをクリックして変更を適用します。
画面解像度の設定
仮想 Raspberry Pi が起動すると、ユーザーがログインし、LXDE デスクトップが直接起動します。ただし、デスクトップは画面の中央にある、解像度 800×600 の小さな長方形であることがわかるでしょう。
より現実的な解像度を設定するのは簡単です。左上隅にあるラズベリーアイコンをクリックします。
メニューから「環境設定」>「画面構成」を選択します。
デスクトップ上に「画面レイアウトエディタ」アプリケーションが開きます。 「virtual1」というラベルの付いた灰色の四角形を右クリックします。
メニューから「解像度」を選択し、使用する解像度を選択します。変更を有効にするには再起動する必要があります。
準備は完了です
それでおしまい。仮想 Raspberry Pi で実験して探索する準備が整いました。
