logo Хроники кибер-безопасника

Архитектура NES консолей

Похоже, ‎вы‏ ‎променяли ‎захватывающий ‎социальный ‎мир ‎на‏ ‎увлекательную ‎область‏ ‎исследований‏ ‎игровых ‎консолей? ‎Что‏ ‎ж, ‎давайте‏ ‎погрузимся ‎в ‎глубины ‎вашей‏ ‎новообретённой‏ ‎одержимости ‎под‏ ‎названием ‎Super‏ ‎Nintendo ‎Entertainment ‎System ‎(SNES).

Фабьен ‎Англар,‏ ‎наш‏ ‎герой, ‎тщательно‏ ‎проанализировал ‎SNES,‏ ‎предложив ‎нам ‎трилогию ‎статей, ‎которые‏ ‎вполне‏ ‎могли‏ ‎бы ‎заменить‏ ‎любое ‎человеческое‏ ‎общение.

Во-первых, ‎статья‏ ‎расскажет‏ ‎о ‎картриджах‏ ‎для ‎SNES, ‎этих ‎волшебных ‎пластиковых‏ ‎блоках, ‎которые,‏ ‎как‏ ‎ни ‎странно, ‎были‏ ‎не ‎просто‏ ‎мечтой ‎детей ‎90-х. ‎Они‏ ‎были‏ ‎настоящим ‎технологическим‏ ‎чудом ‎со‏ ‎своим ‎собственным ‎оборудованием, ‎включая ‎такой‏ ‎необходимый‏ ‎чип ‎для‏ ‎защиты ‎от‏ ‎копирования ‎CIC, ‎который ‎не ‎мешал‏ ‎копировать‏ ‎и‏ ‎модифицировать ‎игры‏ ‎направо ‎и‏ ‎налево.

Затем ‎автор‏ ‎отправит‏ ‎в ‎историческое‏ ‎путешествие ‎эволюции ‎материнской ‎платы ‎SNES.‏ ‎За ‎двенадцать‏ ‎лет‏ ‎было ‎выпущено ‎двенадцать‏ ‎версий, ‎в‏ ‎каждой ‎из ‎которых ‎количество‏ ‎чипов‏ ‎и ‎компонентов‏ ‎сокращалось. ‎Технологическое‏ ‎разнообразие

И ‎давайте ‎не ‎будем ‎забывать‏ ‎трогательную‏ ‎историю ‎о‏ ‎тактовых ‎генераторах‏ ‎SNES. ‎Эти ‎маленькие ‎хронометристы ‎позаботились‏ ‎о‏ ‎том,‏ ‎чтобы ‎все‏ ‎работало ‎как‏ ‎часы ‎(каламбур‏ ‎вполне‏ ‎уместен). ‎Ведь‏ ‎что ‎такое ‎игровая ‎консоль ‎без‏ ‎обеспечивающего ‎точность‏ ‎ускоренных‏ ‎запусков ‎инструментов?

Итак, ‎вот‏ ‎она, ‎трилогия‏ ‎статей, ‎которая ‎вполне ‎может‏ ‎заменить‏ ‎общение ‎между‏ ‎людьми. ‎Кому‏ ‎нужны ‎друзья, ‎когда ‎у ‎вас‏ ‎есть‏ ‎сложные ‎детали‏ ‎SNES, ‎которые‏ ‎согреют ‎вас ‎ночью? ‎Спасибо ‎тебе,‏ ‎Фабьен‏ ‎Санглар,‏ ‎за ‎то,‏ ‎что ‎дал‏ ‎нам ‎прекрасный‏ ‎повод‏ ‎отказаться ‎от‏ ‎социальных ‎обязательств ‎в ‎пользу ‎исследований‏ ‎игровых ‎консолей.

SNES‏ ‎картриджи:

Картриджи‏ ‎SNES ‎были ‎уникальны‏ ‎тем, ‎что‏ ‎они ‎могли ‎включать ‎в‏ ‎себя‏ ‎дополнительное ‎оборудование,‏ ‎такое ‎как‏ ‎чип ‎защиты ‎от ‎копирования ‎CIC,‏ ‎SRAM‏ ‎и ‎процессоры‏ ‎повышения ‎производительности,‏ ‎такие ‎как ‎«Super ‎Accelerator ‎1»‏ ‎(SA-1).‏ ‎Эти‏ ‎процессоры ‎значительно‏ ‎расширили ‎возможности‏ ‎консоли, ‎обеспечив‏ ‎улучшенную‏ ‎графику ‎и‏ ‎игровой ‎процесс. ‎В ‎нем ‎рассказывается‏ ‎об ‎эволюционных‏ ‎шагах,‏ ‎предпринятых ‎Nintendo ‎с‏ ‎материнской ‎платой‏ ‎SNES ‎для ‎повышения ‎эффективности‏ ‎и‏ ‎экономичности ‎системы‏ ‎с ‎течением‏ ‎времени.

Ключевые ‎функции

📌 Материнская ‎плата ‎SNES ‎претерпевала‏ ‎значительные‏ ‎изменения ‎на‏ ‎протяжении ‎всего‏ ‎производства, ‎в ‎первую ‎очередь ‎направленные‏ ‎на‏ ‎снижение‏ ‎сложности ‎и‏ ‎стоимости ‎системы.

📌 Изначально‏ ‎материнская ‎плата‏ ‎содержала‏ ‎большое ‎количество‏ ‎микросхем ‎и ‎компонентов, ‎которые ‎постепенно‏ ‎сокращались ‎в‏ ‎более‏ ‎поздних ‎версиях.

Уменьшение ‎количества‏ ‎микросхем

📌 Одним ‎из‏ ‎главных ‎достижений ‎в ‎разработке‏ ‎материнской‏ ‎платы ‎SNES‏ ‎стало ‎появление‏ ‎1-CHIP ‎версии. ‎Эта ‎версия ‎объединила‏ ‎центральный‏ ‎процессор ‎и‏ ‎два ‎PPU‏ ‎(блока ‎обработки ‎изображений) ‎в ‎единую‏ ‎ASIC‏ ‎(специализированную‏ ‎интегральную ‎схему),‏ ‎сократив ‎общее‏ ‎количество ‎микросхем‏ ‎на‏ ‎материнской ‎плате‏ ‎до ‎девяти.

📌 Это ‎сокращение ‎не ‎только‏ ‎упростило ‎конструкцию,‏ ‎но‏ ‎и ‎потенциально ‎повысило‏ ‎надёжность ‎и‏ ‎производительность ‎системы.

Версии ‎материнских ‎плат

📌 За‏ ‎12‏ ‎лет ‎существования‏ ‎Nintendo ‎выпустила‏ ‎двенадцать ‎различных ‎версий ‎материнской ‎платы‏ ‎для‏ ‎SNES.

📌 Эти ‎версии‏ ‎включают ‎в‏ ‎себя ‎различные ‎модели, ‎такие ‎как‏ ‎SHVC-CPU-01,‏ ‎SNS-CPU-GPM-01‏ ‎и ‎SNS-CPU-1CHIP-01,‏ ‎каждая ‎из‏ ‎которых ‎соответствует‏ ‎различным‏ ‎годам ‎выпуска‏ ‎и ‎особенностям ‎дизайна.

📌 Версии ‎разделены ‎на‏ ‎четыре ‎основных‏ ‎поколения:‏ ‎Classic, ‎APU, ‎1-CHIP‏ ‎и ‎Junior,‏ ‎причём ‎1-CHIP ‎и ‎младшие‏ ‎версии‏ ‎представляют ‎собой‏ ‎наиболее ‎значительные‏ ‎изменения ‎в ‎дизайне.

📌 Super ‎Nintendo ‎Jr‏ ‎(также‏ ‎известная ‎как‏ ‎Mini) ‎является‏ ‎окончательной ‎версией ‎SNES, ‎в ‎ней‏ ‎сохранено‏ ‎меньшее‏ ‎количество ‎микросхем‏ ‎и ‎более‏ ‎интегрированный ‎дизайн,‏ ‎в‏ ‎котором ‎на‏ ‎материнской ‎плате ‎больше ‎нет ‎частей,‏ ‎предназначенных ‎для‏ ‎конкретных‏ ‎подсистем.

Эволюция ‎материнской ‎платы‏ ‎SNES:

За ‎12‏ ‎лет ‎своего ‎существования ‎Nintendo‏ ‎выпустила‏ ‎двенадцать ‎версий‏ ‎материнской ‎платы‏ ‎SNES, ‎в ‎каждой ‎из ‎которых‏ ‎количество‏ ‎чипов ‎и‏ ‎компонентов ‎было‏ ‎сокращено. ‎Наиболее ‎заметным ‎достижением ‎стала‏ ‎версия‏ ‎1-CHIP,‏ ‎которая ‎объединила‏ ‎центральный ‎процессор‏ ‎и ‎два‏ ‎блока‏ ‎питания ‎в‏ ‎единый ‎ASIC, ‎упростив ‎конструкцию ‎и‏ ‎потенциально ‎повысив‏ ‎производительность.‏ ‎Это ‎проливает ‎свет‏ ‎на ‎технические‏ ‎чудеса ‎и ‎проблемы ‎системы‏ ‎картриджей‏ ‎SNES, ‎подчёркивая,‏ ‎как ‎Nintendo‏ ‎использовала ‎дополнительное ‎оборудование ‎в ‎картриджах,‏ ‎чтобы‏ ‎расширить ‎границы‏ ‎того, ‎что‏ ‎было ‎возможно ‎в ‎видеоиграх ‎в‏ ‎ту‏ ‎эпоху

Усовершенствованные‏ ‎процессоры

📌 Картриджи ‎SNES‏ ‎отличались ‎способностью‏ ‎включать ‎в‏ ‎себя‏ ‎не ‎только‏ ‎игровые ‎инструкции ‎и ‎ресурсы. ‎Они‏ ‎также ‎могли‏ ‎содержать‏ ‎дополнительные ‎аппаратные ‎компоненты,‏ ‎такие ‎как‏ ‎микросхема ‎защиты ‎от ‎копирования‏ ‎CIC,‏ ‎SRAM ‎и‏ ‎процессоры ‎повышения‏ ‎производительности.

📌 Эти ‎усовершенствованные ‎процессоры, ‎такие ‎как‏ ‎чип‏ ‎«Super ‎Accelerator‏ ‎1» ‎(SA-1),‏ ‎значительно ‎расширили ‎возможности ‎SNES. ‎Чипом‏ ‎SA-1,‏ ‎который‏ ‎был ‎найден‏ ‎в ‎34‏ ‎картриджах, ‎был‏ ‎процессор‏ ‎65C816, ‎работающий‏ ‎на ‎частоте ‎10,74 ‎МГц, ‎что‏ ‎в ‎четыре‏ ‎раза‏ ‎быстрее, ‎чем ‎у‏ ‎основного ‎процессора‏ ‎SNES. ‎Он ‎также ‎включал‏ ‎2‏ ‎Кбайт ‎оперативной‏ ‎памяти ‎и‏ ‎встроенный ‎CIC.

Механизм ‎защиты ‎от ‎копирования

📌 В‏ ‎SNES‏ ‎использовался ‎механизм‏ ‎защиты ‎от‏ ‎копирования, ‎включающий ‎два ‎чипа ‎CIC,‏ ‎которые‏ ‎взаимодействовали‏ ‎синхронно ‎—‏ ‎один ‎в‏ ‎консоли, ‎а‏ ‎другой‏ ‎в ‎картридже.‏ ‎Если ‎CIC ‎консоли ‎обнаруживал ‎несанкционированную‏ ‎игру, ‎она‏ ‎перезагружала‏ ‎все ‎процессоры ‎в‏ ‎системе.

📌 Некоторые ‎игры,‏ ‎такие ‎как ‎«Super ‎3D‏ ‎Noah’s‏ ‎Ark», ‎обходили‏ ‎эту ‎защиту,‏ ‎требуя, ‎чтобы ‎к ‎ним ‎подключался‏ ‎официальный‏ ‎картридж, ‎используя‏ ‎для ‎аутентификации‏ ‎официальный ‎CIC ‎игры.

Улучшения ‎в ‎игре

📌 Использование‏ ‎усовершенствованных‏ ‎процессоров‏ ‎позволило ‎значительно‏ ‎улучшить ‎производительность‏ ‎игры ‎и‏ ‎графику.‏ ‎Например, ‎чип‏ ‎SA-1 ‎позволил ‎SNES ‎анимировать ‎и‏ ‎обнаруживать ‎коллизии‏ ‎для‏ ‎всех ‎128 ‎спрайтов,‏ ‎доступных ‎в‏ ‎PPU, ‎преобразовывать ‎спрайты ‎на‏ ‎лету‏ ‎(поворачивать/масштабировать) ‎и‏ ‎записывать ‎их‏ ‎обратно ‎в ‎видеопамять ‎(PPU ‎VRAM).

📌 Ещё‏ ‎один‏ ‎усовершенствованный ‎чип,‏ ‎Super-GFX, ‎отлично‏ ‎справлялся ‎с ‎рендерингом ‎пикселей ‎и‏ ‎растеризацией‏ ‎полигонов,‏ ‎как ‎правило,‏ ‎рендерингом ‎в‏ ‎кадровый ‎буфер,‏ ‎расположенный‏ ‎на ‎картридже.‏ ‎Затем ‎это ‎содержимое ‎переносилось ‎в‏ ‎видеопамять ‎в‏ ‎процессе‏ ‎VSYNC.

Региональная ‎совместимость ‎и‏ ‎возможность ‎обхода

📌 В‏ ‎статье ‎также ‎рассматриваются ‎меры,‏ ‎которые‏ ‎Nintendo ‎использовала‏ ‎для ‎обеспечения‏ ‎региональной ‎совместимости, ‎такие ‎как ‎различные‏ ‎формы‏ ‎картриджей ‎и‏ ‎система ‎блокировки‏ ‎CIC. ‎Однако ‎в ‎статье ‎упоминается,‏ ‎что‏ ‎эти‏ ‎меры ‎не‏ ‎были ‎надёжными‏ ‎и ‎их‏ ‎можно‏ ‎было ‎обойти.

Информация‏ ‎о ‎сообществе ‎и ‎разработках

📌 В ‎дискуссиях‏ ‎на ‎таких‏ ‎платформах,‏ ‎как ‎Hacker ‎News,‏ ‎обсуждается ‎влияние‏ ‎и ‎потенциал ‎этих ‎картриджей,‏ ‎сравниваются‏ ‎их ‎с‏ ‎другими ‎инновациями‏ ‎Nintendo ‎и ‎обсуждаются ‎технические ‎проблемы‏ ‎и‏ ‎решения, ‎связанные‏ ‎с ‎дизайном‏ ‎SNES

Сердце ‎SNES:

В ‎SNES ‎использовались ‎два‏ ‎основных‏ ‎тактовых‏ ‎генератора ‎для‏ ‎управления ‎синхронизацией‏ ‎различных ‎компонентов.‏ ‎Эти‏ ‎тактовые ‎импульсы‏ ‎имели ‎решающее ‎значение ‎для ‎работы‏ ‎центрального ‎процессора,‏ ‎PPU‏ ‎и ‎APU. ‎Система‏ ‎также ‎включала‏ ‎в ‎себя ‎улучшающие ‎чипы‏ ‎в‏ ‎некоторых ‎картриджах,‏ ‎которые ‎использовали‏ ‎эти ‎тактовые ‎частоты ‎для ‎дополнительной‏ ‎вычислительной‏ ‎мощности, ‎примером‏ ‎чего ‎является‏ ‎чип ‎SuperFX, ‎используемый ‎в ‎таких‏ ‎играх,‏ ‎как‏ ‎StarFox. ‎Этот‏ ‎подробный ‎обзор‏ ‎тактовой ‎системы‏ ‎SNES‏ ‎раскрывает ‎сложный‏ ‎дизайн ‎и ‎инженерные ‎разработки, ‎которые‏ ‎поддерживали ‎сложные‏ ‎графические‏ ‎и ‎звуковые ‎возможности‏ ‎консоли, ‎обеспечивая‏ ‎продвинутые ‎игровые ‎возможности ‎в‏ ‎ту‏ ‎эпоху.

Тактовые ‎генераторы

📌 Материнская‏ ‎плата ‎SNES‏ ‎оснащена ‎двумя ‎основными ‎тактовыми ‎генераторами,‏ ‎расположенными‏ ‎в ‎разъёмах‏ ‎X2 ‎и‏ ‎X1.

📌 В ‎разъёме ‎X2 ‎расположен ‎керамический‏ ‎резонатор‏ ‎синего‏ ‎цвета ‎с‏ ‎частотой ‎24,576‏ ‎МГц. ‎Этот‏ ‎резонатор‏ ‎имеет ‎решающее‏ ‎значение ‎для ‎работы ‎блока ‎обработки‏ ‎звука ‎(APU),‏ ‎задающего‏ ‎скорость ‎обработки ‎звука‏ ‎на ‎SNES.

📌 Слот‏ ‎X1 ‎содержит ‎генератор ‎с‏ ‎частотой‏ ‎21,300 ‎МГц,‏ ‎обозначенный ‎жёлтым‏ ‎цветом ‎D21L3. ‎Этот ‎генератор ‎удобно‏ ‎расположен‏ ‎рядом ‎с‏ ‎центральным ‎процессором‏ ‎и ‎блоком ‎обработки ‎изображений ‎(PPU),‏ ‎тем‏ ‎самым‏ ‎задавая ‎темп‏ ‎их ‎работы.

Микросхемы‏ ‎распределения ‎тактовых‏ ‎импульсов‏ ‎и ‎улучшения‏ ‎качества

📌 SNES ‎использует ‎эти ‎основные ‎тактовые‏ ‎импульсы ‎в‏ ‎сочетании‏ ‎с ‎разделителями ‎для‏ ‎генерации ‎дополнительных‏ ‎тактовых ‎импульсов, ‎необходимых ‎различным‏ ‎компонентам.‏ ‎Например, ‎процессор‏ ‎Ricoh ‎5A22‏ ‎работает ‎на ‎частоте, ‎составляющей ‎1/6‏ ‎от‏ ‎основной ‎тактовой‏ ‎частоты, ‎в‏ ‎результате ‎чего ‎частота ‎составляет ‎3,579545‏ ‎МГц.

📌 Система‏ ‎включает‏ ‎в ‎себя‏ ‎в ‎общей‏ ‎сложности ‎пятнадцать‏ ‎различных‏ ‎тактовых ‎импульсов,‏ ‎что ‎подчёркивает ‎сложность ‎управления ‎синхронизацией‏ ‎в ‎SNES.

📌 Линия‏ ‎SYS-CLK,‏ ‎работающая ‎на ‎частоте‏ ‎21,47727 ‎МГц,‏ ‎подключена ‎к ‎порту ‎картриджа.‏ ‎Обычно‏ ‎такая ‎настройка‏ ‎не ‎требуется‏ ‎для ‎основной ‎работы ‎картриджей, ‎которые‏ ‎содержат‏ ‎ПЗУ ‎с‏ ‎игровыми ‎данными‏ ‎и ‎инструкциями. ‎Однако ‎этот ‎тактовый‏ ‎сигнал‏ ‎имеет‏ ‎решающее ‎значение‏ ‎для ‎картриджей,‏ ‎которые ‎содержат‏ ‎собственные‏ ‎улучшающие ‎процессоры,‏ ‎такие ‎как ‎чип ‎SuperFX, ‎используемый‏ ‎в ‎таких‏ ‎играх,‏ ‎как ‎StarFox.

📌 Эти ‎усовершенствованные‏ ‎чипы ‎могут‏ ‎использовать ‎SYS-CLK ‎для ‎получения‏ ‎дополнительной‏ ‎вычислительной ‎мощности,‏ ‎а ‎некоторые‏ ‎чипы, ‎такие ‎как ‎версия ‎процессора‏ ‎SuperFX‏ ‎от ‎MARIO,‏ ‎используют ‎внутренний‏ ‎делитель ‎для ‎настройки ‎тактовой ‎частоты‏ ‎в‏ ‎соответствии‏ ‎с ‎конкретными‏ ‎потребностями ‎в‏ ‎обработке.

📌 Точность ‎этих‏ ‎тактовых‏ ‎генераторов ‎жизненно‏ ‎важна ‎для ‎детерминированного ‎выполнения ‎игрового‏ ‎кода, ‎что‏ ‎особенно‏ ‎важно ‎для ‎таких‏ ‎приложений, ‎как‏ ‎ускоренные ‎запуски ‎с ‎помощью‏ ‎инструментов‏ ‎(TAS). ‎Со‏ ‎временем ‎точность‏ ‎керамических ‎резонаторов ‎может ‎ухудшаться, ‎что‏ ‎приводит‏ ‎к ‎несоответствиям‏ ‎в ‎производительности

Предыдущий Следующий
Все посты проекта

Подарить подписку

Будет создан код, который позволит адресату получить бесплатный для него доступ на определённый уровень подписки.

Оплата за этого пользователя будет списываться с вашей карты вплоть до отмены подписки. Код может быть показан на экране или отправлен по почте вместе с инструкцией.

Будет создан код, который позволит адресату получить сумму на баланс.

Разово будет списана указанная сумма и зачислена на баланс пользователя, воспользовавшегося данным промокодом.

Добавить карту
0/2048