Texas Instruments bq25601 Service Manual

Архитектура и программирование Dendy.

Игровая приставка NES (Nintendo Entertainment System) - версия для Америки, известная

также как Famicom (FAMily COMputer) - версия для Японии, в нашей стране, благодаря фирме
Стиплер (Steepler), известна как Dendy. И не смотря на то, что в середине девяностых годов
прошлого века Денди была действительно «народной» приставкой – со стремительным ростом
технического прогресса она сейчас, как игровая система, отошла далеко-далеко на задний
план (уступив место ПК и другим игровым консолям). Но именно в сегодняшние дни Денди
более интересна не геймерам, а радиолюбителям – как простейшая микро-ЭВМ …

Вопросом программирования Денди заинтересовался и я.

В начале изучения и создания материала, который представлен вам ниже, а именно в
2003 году - разнообразной информацией Интернет не изобиловал (хотя кое-что и было) – вся
документация англоязычная (хотя встречались и ее прямые переводы – безо всякого
осмысления переводимого). Тогда же вышла даже книга и мультимедийный диск (разных
издательств, но одинакового содержания – книга даже более полного) – в которых легко
узнавались все теже англоязычные источники (а часть информации взята «с потолка» и
абсолютно некорректна). Поэтому многое пришлось осмыслять на практике (весь текст
исключительно мой, авторский).

Вторая итерация и второе существенное дополнение и переработка данного материала
была в 2007 году … Всего и не вспомнить, некоторые несущественные дополнения и
корректировки были и до и после. Также благодаря отзывам читателей были исправлены
некоторые недочеты, однако не все изменения сразу публиковались на сайте.

И вот в 2016 году текст очередной, что называется «обновленной и дополненной»,
редакции перед вами …

Материал ориентирован на читателя, обладающего базовыми сведениями по организации
ЭВМ.

Общие сведения об архитектуре Денди.

Игровая приставка Денди является микро-ЭВМ для домашнего (игрового) применения
(далее речь пойдет именно о Денди – как наиболее распространенной вариации консоли NES,
а вернее ее японской версии Famicom, в России), ориентированная на использование
телевизора в качестве дисплея. Подключение к телевизору может осуществляться одним из
двух способов – «по низкой частоте» (двумя кабелями – звук и композитный видео) или «по
высокой частоте» (при помощи «антенного» кабеля). Китайские совместимые поделки,
представленные в нашей стране в большом разнообразии – архитектурно совместимы с Денди,
однако зачастую имеют ряд схемотехнических «упрощений», не позволяющих полностью
реализовать функционал оригинальных консолей (и даже стиплеровской «Денди»).

Денди и прочие клоны консолей NES/Famicom (как в общем-то и их оригиналы)
сконструированы на базе микропроцессора (CPU), совместимого с MSC6502 (микросхемы:

RP2A03, RP2A07, UM6527, HA6827 и пр.) и видеопроцессора (PPU) (микросхемы: RP2C02,
RP2C07, UM6538, UM6528, HA6838 и пр.), которые работают в тесном взаимодействии (такая

вот «двухпроцессорная» система). Пары CPU + PPU подбираются с учетом формата
формируемого кадра – NTSC или PAL. У каждого процессора своё адресное пространство и
своя оперативная память (не путать с адресным пространством). Адресные пространства CPU и
PPU не пересекаются. Микросхема CPU, применяемая в Денди, имеет встроенный звуковой

сопроцессор – pAPU (чего нет у базового процессора 6502), но при этом отсутствует блок

двоично-десятичной арифметики. Помимо CPU и PPU, совместно со статической оперативной
памятью, работу приставки обеспечивают так же прочие «мелкие» компоненты (регистры,
логические элементы), сопрягающие работу всей системы. Архитектура Денди
предусматривает хранение (и исполнение) программ со сменных модулей – «картриджей». Об
архитектуре картриджа см. ниже – здесь лишь скажем, что часть картриджа адресует CPU, а
часть PPU. Изначально плата приставки Денди содержала несколько корпусов микросхем (CPU
и память, PPU и память, регистры логические элементы и прочее …) – как и оригинальные
консоли. Последние ревизии моделей Денди (1996 год) собраны на заказной микросхеме

(UM6561A) – которая совмещает на одном кристалле все «микросхемы» приставки (SoC –
System on Chip). В ревизиях моделей Денди более ранних версий можно встретить «гибридный
вариант» - память (оперативную и видео) установленную в виде двух отдельных микросхем
(UM6516, UM6116 – аналог КР537РУ10), видимо, в центральный «SoC» (xx1818) её нет.

Вне зависимости от элементной базы, структурная схема Денди имеет вид, показанный на
рисунке 1.

Рисунок 1.

Процессор Денди (CPU).

Адрес

Размер

Назначение

$0000-$07FF

2k

RAM

$0800-$1FFF

6k

RAM Mirror (x3)

$2000-$2007

$8 = 8 байт

Registers Video

$2008-$3FFF

$1FF8 = 8184 байта

Registers Video Mirror (x1023)

$4000-$4017

$20 = 32 байта

Registers Audio & DMA & I/O

$4018-$4FFF

$0FE8 = 4072 байта

Not used

$5000-$5FFF

4k

Expansion ROM\RAM (etc. in MMC5)

$6000-$7FFF

8k

SRAM (aka WRAM) (etc. in MMC3)

$8000-$BFFF

16k

PRG-ROM (1)

$C000-$FFFF

16k

PRG-ROM (0)

Как отмечалось ранее, первая (многокорпусная) модель NES/Famicom строилась на базе
процессора Ricoh RP2A03 (архитектура 6502) или его аналога. Все последующие модели сверху
вниз совместимы с ней. Не исключено, что SoC UM6561 более совершенен, имеет расширенную
систему команд, а возможно и другие "фичи" (которые, надо понимать, в дань совместимости,
как правило, не используются). Поэтому, говоря о процессоре Денди, – опираемся на базовую
архитектуру 6502, реализованную в «классическом» RP2A03 (универсальном), или RP2A07 ­только для варианта PAL.

Итак - CPU 6502 имеет:

 Шина Адреса – 16 бит (адресное пространство 64k);
 Шина Данных – 8 бит;
 Эффективная частота – 1.78 МГц;
 Встроенный звуковой сопроцессор «pAPU» (пятиканальный: 4 «аналоговых» + 1

«цифровой» DMC-канал);

 Контроллер DMA;

Подробнее о системе команд 6502 можно прочитать в приложении 1. Примеры
принципиальных схем и их описания - в приложении 5.

Здесь же мы рассмотрим, как этот процессор используется именно в Денди.

Распределение адресного пространства.

Модель 6502 предусматривает единое адресное пространство кода и данных
(принстонская архитектура). Также в процессоре отсутствуют инструкции обращения к портам
ввода/вывода (типа in/out) – порты должны отражаться на адресное пространство памяти. Т.е.
адресное пространство процессора делится между портами и памятью. В архитектуре Денди
это происходит так (кстати, по-моему, не очень рационально):

RAM – Оперативная память (на плате приставки или внутри SoC) объемом 2k – её
распределение следующее:

 $0000-$00FF – “Нулевая страница” (Zero Page) – используется для системных целей (для

пользовательских программ предпочтительны адреса $10-$9F, прочие лучше не
трогать). Процессор имеет отдельные инструкции, обеспечивающие быстрый доступ к
нулевой странице. Таким образом, с учетом малого количества регистров в самом
процессоре, нулевая страница может выполнять роль «регистрового банка».

Таблица 1.

 $0100-$01FF – Аппаратный стек от старших адресов (размер, понятно, 256 байт).
 $0200-$07FF – Пользовательская область оперативной памяти, «не много не мало» а

всего 1.5k.

Начиная с адреса $0800 из-за неполной дешифрации адреса, идут три «зеркала» RAM.
Т.е. обращение к ячейке $0000 эквивалентно обращению к $0800 или к $1000 или к $1800.
(Интересно, что мешало разработчикам установить еще 6 килобайт памяти – лишнего
наверняка бы не было).

Registers Video [8 шт.] – через эти регистры видеопроцессора (и только через эти
регистры) осуществляется связь центрального процессора с видеопроцессором, а через него и
с видеопамятью. Подробнее см. главу «Видеопроцессор Денди (PPU)». Далее с адреса $2008
идут «зеркала» регистров видеопроцессора.

Registers Audio & DMA & I/O [24 шт.] – регистры звукового сопроцессора, контроллера
DMA и портов ввода/вывода. Подробнее см. соответствующие главы. Назначение остальных
($0FE8=4072 шт.) адресов не определено, но может использоваться внешними звуковыми
процессорами, располагающимися на картридже.

Expansion ROM\RAM [4k] – расширение ПЗУ\ОЗУ (или любое другое, располагающееся
на картридже) – используется, например, маппером MMC5 (см. главу «Картридж Денди»)

SRAM (она же WRAM) [8k] – статическое ОЗУ, которое также может находиться на
картридже. Являясь полноценным ОЗУ для процессора, может использоваться для любых
целей, в том числе и для хранения (исполнения) программы. Как правило, в этой области игры
хранят данные состояния текущей игровой локации в процессе игры (маппер MMC3). При
необходимости сохранения игровых ситуаций, эта микросхема питается от батарейки,
расположенной на картридже (сохранение игры на время выключения питания, с
возможностью последующего продолжения).

PRG-ROM [32k] – зачастую представлено 2 окнами по 16k (иногда 4 по 8k или другой
вариант логического разбиения - в зависимости от маппера, для более гибкого варьирования
страничной адресацией памяти картриджа, см. главу «Картридж Денди»). Чтобы подробно
рассмотреть механизмы эффективного использования этого участка памяти – необходимо
иметь представление об архитектуре конкретного картриджа (а вариантов тут много), речь о
них пойдет позже. Самая простая архитектура картриджа маппера не содержит, в картридже
есть лишь две ПЗУ размером 32k и 8k, подключаются они к шинам процессора (CPU) и
видеопроцессора (PPU) соответственно (см. рис.1). Первая (в нашем примере 32k) микросхема
ПЗУ функционально называется PRG-ROM, и содержит в себе программу и возможно данные.
Первые 16k ПЗУ отображаются в окне 1 ($8000-$BFFF), последние 16k в окне 0 ($C000-$FFFF).
Организовано это на схемотехническом уровне. В конце нулевого окна располагаются вектора
прерываний процессора.

Система прерываний.

Архитектура 6502 предусматривает всего 3 прерывания. Рассмотрим подробнее случаи их
возникновения, предварительно указав адреса в таблице векторов прерываний.

$FFFA – NMI (VBlink)

Немаскируемое прерывание. Поступает с видеопроцессора и сигнализирует о том, что PPU
закончил прорисовку очередного кадра и «луч пошел обратно» (в начало экрана). Обработчик
NMI должен производить в этот момент (ограниченное время) необходимые по программе
обновления данных видеопамяти, т.к. во время прорисовки строк кадра видеопамять

недоступна (из нее осуществляет чтение PPU). Существует возможность программного
отключения видеопроцессора – в этом режиме доступна запись в видеопамять
(неограниченное время) прерывание NMI формироваться не будет, но также будет
отсутствовать и картинка на экране (используется при начальной инициализации).

$FFFC – RESET

Происходит по факту включения питания или при нажатии на клавишу «Reset». Стоит
помнить, что в последнем случае изменяется только программный счетчик, все регистры, а тем
более память сохраняют свои значения.

$FFFE - IRQ/BRK

Единственное в системе «пользовательское» прерывание. Возникает по активному
сигналу на соответствующем входе процессора, который выведен на разъём картриджа и порт
расширений (или может вызываться программно – инструкция BRK). Таким образом вызывать
обработчик данного прерывания может как периферия, расположенная на картридже
(например, маппер), так и устройства, подключенные к порту расширений («разъем второго
джойстика»).

Соответственно по указанным адресам (в «таблице векторов прерываний») должны
находиться инструкции перехода к обработчикам соответствующих прерываний. Приоритет
прерываний следующий (от более приоритетного к менее): RESET, NMI, IRQ/BRK.

Видеопроцессор Денди (PPU).

Видеопроцессор (PPU) ориентирован на генерацию картинки на выходе в одном из
стандартов: для американской NES и японской Famicom – это NTSC; для российских Денди (и
китайщины, продаваемой у нас) – это, как правило, PAL (в редких случаях SECAM – что не
меняет формата размера картинки в сравнении с PAL). Далее рассматриваем именно вариант

PAL.

PPU формирует «готовый» низкочастотный видеосигнал, который непосредственно (или, в
зависимости от модели приставки, через каскад(ы) усилителя) подается на видеовыход Денди
и на вход модулятора полного («антенного») сигнала.

Характеристики и возможности PPU:

 Шина Адреса – 14 бит (адресное пространство 16k) + 256 байт отдельно адресуемой

памяти спрайтов;

 Шина Данных – 8 бит;
 Количество цветовых оттенков всего – 64;
 Одновременно на экране – до 25 (любые из 64), а именно: до 13-и для фона и до 12-и

для спрайтов;

 Количество спрайтов на экране – 64 (не более 8-и на линии);
 Разрешение выводимой картинки (PAL/NTSC) – 256x240 / 256x224;
 Частота регенерации (PAL/NTSC) – 50Гц/60Гц;

Для программиста (и CPU) – видеопроцессор это 8 регистров, адресуемые CPU по адресам
$2000-$2007 (в архитектуре Денди) – они обеспечивают возможность полного управления

видеопроцессором. Помимо этого, запись в память спрайтов PPU может осуществлять так же и
контроллер DMA (понятно, что без непосредственного участия процессора). Иных способов
общения с PPU нет!

Адресное пространство PPU распределяется следующим образом:

Адрес

Размер

Назначение

$0000-$0FFF

4k

CHR-ROM Знакогенератор 0 (На картридже)

$1000-$1FFF

4k

CHR-ROM Знакогенератор 1 (На картридже)

$2000-$23BF

$3C0 = 960 байт

VRAM Экранная страница 1 – Символы (В приставке)

$23C0-$23FF

$40 = 64 байта

VRAM Экранная страница 1 – Атрибуты (В приставке)

$2400-$26BF

$3C0 = 960 байт

VRAM Экранная страница 2 – Символы (В приставке)

$27C0-$27FF

$40 = 64 байта

VRAM Экранная страница 2 – Атрибуты (В приставке)

$2800-$2BBF

$3C0 = 960 байт

VRAM Экранная страница 3 – Символы (На картридже)

$2BC0-$2BFF

$40 = 64 байта

VRAM Экранная страница 3 – Атрибуты (На картридже)

$2C00-$2FBF

$3C0 = 960 байт

VRAM Экранная страница 4 – Символы (На картридже)

$2FC0-$2FFF

$40 = 64 байта

VRAM Экранная страница 4 – Атрибуты (На картридже)

$3000-$3EFF

$F00 = 3840 байт

VRAM Mirror of $2000-2EFF

$3F00-$3F0F

$10 = 16 байт

Палитра фона (в регистрах PPU)

$3F10-$3F1F

$10 = 16 байт

Палитра спрайтов (в регистрах PPU)

$3F20-$3FFF

$E0 = 224 байт

Не используются

Регистр
(адресация
по CPU)

Биты

Назначение

$2000 w/o

Управление видеопроцессором

7

Формирование запроса прерывания NMI при кадровом синхроимпульсе
(0 - запрещено; 1 - разрешено)

6

Не используется (должен быть 0)

5

Размер спрайтов (0 - 8x8; 1 - 8x16)

4

Выбор знакогенератора фона (0/1)

3

Выбор знакогенератора спрайтов (0/1)

2

Выбор режима инкремента адреса при обращении к видеопамяти
(0 – увеличение на единицу «горизонтальная запись»; 1 - увеличение на 32
«вертикальная запись»)

1,0

Адрес активной экранной страницы (00 – $2000; 01 – $2400; 10 – $2800; 11 ­$2C00)

$2001 w/o

Управление видеопроцессором

7-5

Яркость экрана/интенсивность цвета в RGB (в Денди не используется)

4

0 – Спрайты не отображаются; 1 – Спрайты отображаются

3

0 – Фон не отображается; 1 – Фон отображается

2

0 – Спрайты невидны в крайнем левом столбце; 1- Все спрайты видны

1

0 – Рисунок фона невиден в крайнем левом столбце; 1- Весь фон виден

0

Тип дисплея: Color/Monochrome (в Денди не используется)

$2002 r/o

Состояние видеопроцессора. Чтение сбрасывает некоторые биты!

7

1 – PPU генерирует обратный кадровый импульс; 0 – PPU рисует картинку на
экране. Сбрасывается при чтении.

6

Устанавливается в 1 после вывода спрайта с номером 0. Сбрасывается при
чтении или при кадровом синхроимпульсе.

5

1 – На линии больше 8-и спрайтов; 0 - меньше

4

1 – Запись в видеопамять разрешена; 0 - запрещена

3-0

Не используются

$2003 w/o,

$2004 r/w

Операции с памятью спрайтов. В регистр $2003 записывается адрес в
памяти спрайтов ($00-$FF). После чего с регистром $2004 производится
операция чтения/записи. После каждой операции происходит автоинкремент
адреса на единицу.

$2005
w/o(x2)

Аппаратный скроллинг фоновой картинки. В регистр последовательно
записываются два байта. Первый – абсолютное значение вертикального
скроллинга; второе – горизонтального (подробнее см. главу «Отражение
экранных страниц».)

$2006

Операции с видеопамятью. Обеспечивают доступ к любой ячейке адресного
пространства видеопроцессора. Регистр $2006 – адрес (2байта), сначала

Регистры видеопроцессора выполняют следующие функции:

w/o(x2),

$2007 r/w

записывается старший. Регистр $2007 – операционный буфер (чтение/запись).
После каждой операции происходит автоинкремент адреса на 1 или на 32 (см.
регистр $2000- бит 2).

Всвязи с тем, что шины адреса и данных у PPU совмещены, в архитектуре
Денди предусмотрен регистр для хранения текущего адреса. Чтение
происходит из ячейки адресуемой этим регистром, а лишь затем он выдает
вновь записанный адрес. Соответственно содержимое новой ячейки будет
доступно при следующей операции чтения. Рассмотрим это на примере:

Пусть в VRAM с адреса $2000 содержится: $AA $BB $CC $DD.

При операциях с VRAM инкремент равен 1.

Результаты исполнения кода приведены в комментариях.

LDA #$20
STA $2006
LDA #$00
STA $2006 ; VRAM address now set at $2000
LDA $2007 ; A=?? VRAM Buffer=$AA
LDA $2007 ; A=$AA VRAM Buffer=$BB
LDA $2007 ; A=$BB VRAM Buffer=$CC
LDA #$20
STA $2006
LDA #$00
STA $2006 ; VRAM address now set at $2000
LDA $2007 ; A=$CC VRAM Buffer=$AA
LDA $2007 ; A=$AA VRAM Buffer=$BB

При работе с палитрами буфер адреса не используется (т.к. они находятся
специальных регистрах видеопроцессора). При записи в память не требуется
лишнего цикла.

Таблицы 2 и 3.

Теперь подробнее:

CHR-ROM (Она же VROM) [8k] – Вспомним нашу модель картриджа (из предыдущей
главы), в которой второе ПЗУ размером 8k подключалось к шинам PPU. Функционально оно
называется CHR-ROM. В нем хранятся два знакогенератора (по 4k каждый). Знакогенератор
содержит «иконки» (они же «тайлы», «спрайты», «значки»), размер каждой иконки 8x8
пикселей. На каждый пиксель выделяется 2 бита. В каждом знакогенераторе 256 таких иконок.
Все что «умеет» видеопроцессор – это отображать содержимое знакогенераторов (и ничего
более!)

VRAM [2k] – Ровно столько в Денди оперативной видеопамяти. Далее под словом
«видеопамять» - понимаем именно VRAM (не путать с адресным пространством PPU, которое
включает, в том числе, и VRAM). В видеопамяти хранятся экранные страницы или иными
словами – фоновая картинка (точнее: информация о том из каких иконок она состоит –
область символов; два старших бита цвета иконки – область атрибутов). Каждая экранная
страница занимает ровно 1k видеопамяти (960 байт – информация о номерах иконок из
знакогенератора + 64 байта – информация о цвете групп иконок). В видеопамяти приставки
(2k) умещается только две экранных страницы – в то время как архитектурно (для PPU)
предусмотрено четыре экранных страницы. Подробнее об экранных страницах см. ниже в
подразделе «Отражение экранных страниц».

Палитры фона и спрайтов [16 + 16 байт] – PPU может отображать 64 цвета (каждому
номеру строго определенный цвет - см. рисунок 2). Соответствие цветов формату RGB см.

приложение 2.

Рисунок 2.

PPU содержит в себе регистры палитр (адресуются через адресное пространство PPU).
Предусмотрено две палитры – палитра фона ($3F00-$3F0F) и палитра спрайтов ($3F10-
$3F1F). При помощи палитры происходит выбор любых 16-ти цветов из 64-х возможных для
текущего отображения на экране (в ячейку палитры заносится номер цвета (00h-3Fh) - см.
рисунок 2).

Слои. Общий принцип формирования изображения.

PPU, работающий в системе PAL, формирует картинку с разрешением 256x240. PPU
формирует изображение из четырех слоев путем их последовательного наложения (каждый
следующий слой «заслоняет» предыдущий, если не является прозрачным в данной точке):

Задний план – холст, окрашенный цветом из палитры фона с индексом 0 (цвет любой ­см. рисунок 2).

Слой спрайтов с битом приоритета = 0 (подробнее см. в разделе «Спрайты. Контроллер
DMA.»)

Фоновый рисунок – картинка, составленная из иконок знакогенератора (как из мозаики
32x30). Фоновый рисунок хранится в экранной странице (VRAM). В области символов - 960 байт
(32x30) должны быть записаны номера иконок знакогенератора фона (см. регистр $2000 - бит

4). На экране отображается содержимое активной экранной страницы (см. регистр $2000 - бит
1,0). Экранная страница содержит только информацию о фоновом рисунке. Знакогенератор
содержит иконки с двумя младшими битами цвета для каждого пикселя иконки. Два старших
бита цвета – общие для всей иконки, берутся из области атрибутов экранной страницы.
Полученное четырехбитное число определяет номер цвета в палитре фона. Таким образом,
каждая иконка (без смены палитры) может иметь до четырех вариантов раскраски. Т.е. при
помощи двух бит из области атрибутов экранной страницы – палитра фактически разбивается
на 4 части (по 4 цвета в каждой), номер части определяется битами области атрибутов, номер
цвета (внутри части) – битами пикселя в знакогенераторе.

Слой спрайтов с битом приоритета = 1 (подробнее см. в разделе «Спрайты. Контроллер
DMA.»)

Далее рассмотрим двоичные форматы перечисленных структур.

Знакогенератор.

В знакогенераторе отводится по 16 байт на каждую иконку (16x256=4096). Первые 8 байт
определяют построчно младший бит цвета иконки. Следующие 8 бит – старший (см. рисунок).

Пиксель иконки, со значением обеих бит равными нулю – считается прозрачным (вне

Символ в
знакогенераторе

---------------
%00010000 = $10 --¬

%00000000 = $00 ¦
%01000100 = $44 ¦
%00000000 = $00 +-- Бит 0
%11111110 = $FE ¦
%00000000 = $00 ¦
%10000010 = $82 ¦

%00000000 = $00 ---
%00000000 = $00 --¬
%00101000 = $28 ¦
%01000100 = $44 ¦
%10000010 = $82 +-- Бит 1

%00000000 = $00 ¦
%10000010 = $82 ¦
%10000010 = $82 ¦

%00000000 = $00 ---

Результат
расшифровки

-----------

...1.... . – 00 (прозрачный)

..2.2... 1 - 01
.3...3.. 2 - 10

2.....2. 3 - 11

1111111.

2.....2.

3.....3.

........

$2000

$2001

$2002

$2003

$2020

$2021

$2022

$2023

$2040

$2041

$2042

$2043

$2060

$2061

$2062

$2063

зависимости от старших бит из области атрибутов).

Область символов экранной страницы.

Последовательно хранятся номера иконок из знакогенератора фона (величина смещения
иконки от начала знакогенератора деленная на 16). Экран заполняется иконками построчно
(32x30=960 иконок на экране).

Область атрибутов экранной страницы.

Для каждой иконки в фоновой картинке, два старшие бита цвета, выбираемого из
палитры фона, определяются соответствующими битами байта атрибута области атрибутов.
Причем старшие биты цвета одинаковы для группы иконок.

Табличка выше иллюстрирует фрагмент VRAM, адреса из области символов Экранной
страницы 1 («левый верхний угол экрана») – изображены ячейки с адресами начала первых
четырех строк экрана. Цветом показаны группы иконок, имеющие одинаковый атрибут (два
старших бита индекса цвета в палитре фона).

Байт области атрибутов (для указанного выше фрагмента: «левый верхний угол» - по
адресу $23C0) содержит атрибуты четырех смежных групп:

7 6 5 4 3 2 1

0

Цветом указано соответствие битов байта атрибутов группам иконок экранной страницы.

Байт
записи

Биты

Назначение

0 Абсолютная координата верхнего левого угла спрайта по вертикали

1 Номер иконки из знакогенератора

2

Атрибуты спрайта

7

Отражение спрайта относительно вертикальной оси. 0 – Обычный; 1 - Зеркальный

6

Отражение спрайта относительно горизонтальной оси. 0 – Обычный; 1 - Зеркальный

5

Приоритет спрайта. 1 – Спрайт перед фоном; 0 – Спрайт за фоном

4-2

Не используются

1,0

Два старших бита цвета (аналог атрибута цвета для фона)

3 Координата верхнего левого угла спрайта по горизонтали

Весь экран построчно разбивается на группы (8 строк и 8 столбцов) – последняя строка
неполная. Соответственно за каждую группу отвечает один байт атрибутов.

Палитры.

На самом деле не из 16-ти цветов палитры происходит выбор цвета. Происходит это
потому, что и здесь имеет место явление «отражения» (mirroring) – на этот раз применительно
к цветам палитры. Происходит это так. Как отмечалось выше, пиксель иконки знакогенератора,
оба бита которого нулевые, вне зависимости от атрибута, считается прозрачным. Из этого
следует, что в палитре фона есть 3 ячейки, содержимое которых нас не интересует (цвет то и
так прозрачный по условию). Это ячейки с адресами $3F04, $3F08 и $3F0C. В ячейке $3F00 (как
упоминалось выше) хранится номер цвета холста, и именно он виден сквозь «прозрачные»
пиксели. Так вот – архитектура PPU Денди предусматривает отражение «лишних» ячеек
палитры ($3F04, $3F08 и $3F0C) в ячейку цвета холста ($3F00).

С палитрой спрайтов таже история – у спрайтов (подробнее о спрайтах в следующем
разделе) нет «своего» холста, и поэтому ячейки палитры спрайтов, на которые приходятся
прозрачные цвета ($3F10, $3F14, $3F18 и $3F1C), также отражаются на ячейку $3F00.

Спрайты. Контроллер DMA.

Со спрайтами все очень просто. В качестве спрайтов выступают все теже иконки
знакогенератора (определенного, «как знакогенератор спрайтов» - см. регистр $2000 - бит 3).
Внутри PPU есть отдельно адресуемая (от основного адресного пространства PPU – 16k) память
спрайтов, размером 256 байт. Эта память хранит «записи» о 64 спрайтах, размер каждой
записи 4 байта. Располагаются записи последовательно от младших адресов.

Формат записи следующий:

Таблица 4.

Спрайты нумеруются начиная с нуля. После вывода нулевого спрайта (а он может быть в
любом месте экрана) устанавливается бит 6 регистра $2002 PPU. Запись/чтение в/из память/и
спрайтов производится при помощи регистров $2003 (адрес) и $2004 (данные). При каждой
операции адрес автоинкрементируется на 1.

Существует более быстрый способ записи в память спрайтов – запись через контроллер
DMA. Контроллер DMA занимает в адресном пространстве CPU один адрес - $4014. При записи

в этот порт числа $XX, контроллер DMA отправляет в память спрайтов содержимое 256-ти

3

$2800

4

$2C00

1

$2000

2

$2400

ячеек памяти, начиная с адреса = $XX x $100. (Например: при записи в регистр контроллера
DMA $02 – в память спрайтов отправится содержимое ячеек $0200-$02FF). В программах
рекомендуется использовать именно этот способ записи – как наиболее быстрый (около
100мкс.)

Отражение экранных страниц.

Как уже упоминалось выше – в Денди установлено 2k VRAM (сразу еще раз ругнемся на
разработчиков – пожалели еще одну микросхему ОЗУ). Да именно пожалели, если посмотреть
на карту адресного пространства PPU (см. выше) – то можно видеть, что реально
видеопроцессор может работать с четырьмя страницами VRAM. Оно так и бывает, если на
картридже установлены недостающие 2k VRAM – уймись программист или раскошелься
пользователь, если разработчик решил сэкономить!

Но вернемся к архитектуре – какие возможности добавляют нам лишние 2k VRAM?

Рассмотрим все по порядку …

PPU Денди обеспечивает такой эффект, как «скроллинг» (прокрутка) фонового рисунка
(независимо от спрайтов) – причем, абсолютно аппаратно. Скроллинг может быть как
горизонтальным, так и вертикальным или и тем и тем сразу (по диагонали) – таким образом на
в видимую область попадает содержимое нескольких экранных страниц. Экранные страницы
имеют следующую пространственную модель (нумерация с привязкой к адресам в адресном
пространстве PPU):

В регистр $2005 последовательно записываются два значения - абсолютное вертикальное
и горизонтальное смещение (соответственно) относительно текущей активной страницы.
Например, активная страница 1 ($2000) – горизонтальное смещение ноль, а вертикальное $E0
(240) – как результат, на экране видно содержимое страницы 3. Варьируя значение
вертикального смещения, можно получить фон, состоящий из части страниц 1 и 3 (их
стыковку). Если «закрутить» эту операцию в цикл – то можно получить эффект «скроллинга»
фоновой картинки. Аналогично происходит горизонтальный скроллинг (прокрутка).

Программы, не использующие функцию скроллинга, должны записывать в
регистр $2005 два нуля при каждой обработке прерывания VBlank, иначе
изображение будет смещенным!

Но есть один нюанс – в Денди нет памяти подо все четыре страницы. Как и в прочих
случаях, тут тоже имеет место «отражение» - и на этот раз экранных страниц (друг на друга).
Вид отражения определяет архитектура используемого картриджа. Существует 2 вида
отражения – горизонтальное (1=2 и 3=4) и вертикальное (1=3 и 2=4). То есть содержимое
указанных страниц идентично (т.е. зеркалируется).

3 4 1

2

Горизонтальное отражение экранных страниц

3

4

1

2

3 4 1

2

3

$2800

A11

A10 1 0

4

$2C00

A11

A10 1 1

1

$2000

A11

A10 0 0

2

$2400

A11

A10 0 1

Вертикальное отражение экранных страниц

Если в картридже установлены недостающие 2k VRAM – то содержимое всех четырех
страниц может быть различным.

Вне зависимости от способа отражения (или при наличии всех четырех страниц) –
скроллинг возможен в любом направлении (в том числе и по диагонали).

Аппаратная реализация выбора способа отражения экранных страниц следующая.
Старшая линия физической микросхемы VRAM в приставке (A10) выведена исключительно на
разъем картриджа VRAM A10 (см. приложение 4 и Приложение 5), таким образом, управлять
данной линией может либо маппер (например, MMC3) – либо данная линия жестко
«закольцована» в картридже на одну из адресных линий PPU (А10 или А11), тем самым и
определяя вид зеркалирования экранных страниц. Лучше понять суть описанного поможет
следующая (уже знакомая) иллюстрация.

Горизонтальное отражение – источником сигнала VRAM A10 является линия A11
(состояние линии А10 не определяет адрес в микросхеме VRAM);

Вертикальное отражение - источником сигнала VRAM A10 является линия A10 (состояние
линии А11 не определяет адрес в микросхеме VRAM);

(В раскраске бит соответствующих адресных линий видна аналогия с иллюстрациями
видов отражений выше.)

Картридж Денди.

Денди спроектирована так, что вся программа и все данные хранятся исключительно на
картридже. Сама приставка не содержит никакой постоянной памяти. Картридж
устанавливается в разъём, на который выведены как шины CPU, так и PPU (см. приложение 4).
До сих пор мы, для простоты и наглядности, ссылались на модель картриджа, содержащую 32k
PRG-ROM и 8k CHR-ROM без наличия маппера. Такие картриджи подходят для хранения
небольших игр - их память полностью адресуется CPU и PPU. Для большинства же игр такой
объём явно недостаточен – поэтому большинство картриджей имеют значительно больший
объём памяти (до 1024k PRG-ROM и 1024k CHR-ROM). Понятно, что непосредственно процессор
не может адресовать такой объём памяти. В Денди применяется метод «страничной
адресации» памяти картриджа. Картриджи большого объёма содержат, помимо микросхем
памяти, еще и переключатель страниц (маппер). Маппер («mapper») – комбинационная схема
(или контроллер), состояние которого однозначно определяет блоки ПЗУ картриджа,
отображаемые в данный момент в адресное пространство процессора, или знакогенератор
PPU. Размер переключаемых окон адресного пространства CPU зависит от типа маппера, а с
некоторыми мапперами может даже варьироваться, типичные конфигурации - 2*16k,
2*8k+16k, 4*8k (возможны и иные конфигурации - причем, как правило, последнее окно
непереключаемое).

Видов мапперов существует очень много (наиболее распространены около десяти) –
каждый из них имеет свой функционал по управлению аппаратной частью картриджа:
поддержка того или иного вида и объёма используемых в картридже микросхем памяти,
возможность использования дополнительной памяти (ОЗУ), наличие других дополнительных
функций (звукового процессора, таймеров и пр.). Мапперы имеют свои (отличные от других)
«системы команды» управления их состоянием. Большим количеством модификаций
«классических» мапперов мы обязаны «пиратам» - стремящимся либо с сэкономить на железе,
любо запихнуть на один картридж много всего разного, а зачастую - и то и другое сразу ;-)
Несмотря на все разнообразие (см. перечень мапперов), базовый функционал всех без
исключения мапперов по большому счету идентичен – состояние регистров маппера
определяет (управляет) старшими линиями адреса микросхем PRG-ROM и/или CHR-ROM (для
которых не хватает адресных линий в разъеме картриджа).

И так, при наличии маппера, картридж Денди содержит:

PRG-ROM – микросхема ПЗУ, хранящая программу и данные (неотъемлемая часть любого
картриджа). Подключается к шинам процессора. Старшие линии адреса микросхемы ПЗУ, а
также управляющие входы подключаются к мапперу (если маппер предусматривает
переключение страниц PRG-ROM).

CHR-ROM/CHR-RAM – микросхема памяти, подключаемая к шинам PPU - возможен один
из двух вариантов:



ПЗУ (CHR-ROM)

переключаться, если это предусматривает маппер. Подключается к шинам PPU и
мапперу (если маппер предусматривает переключение страниц знакогенератора).

– хранит заранее «прошитые» знакогенераторы PPU, которые могут



ОЗУ (CHR-RAM)

случае «иконки» знакогенераторов должны храниться в PRG-ROM (или генерироваться
алгоритмически) и программно (через регистры управления PPU) загружаться в CHR-
RAM. Преимуществом такой организации является то, что есть возможность изменения
одной иконки знакогенератора (или даже ее части), при сохранении всех остальных
иконок неизменными.

– статическая память, размером 8k (два знакогенератора). В этом

В предыдущем случае (CHR-ROM) имелась возможность только

выбирать заранее созданные и прошитые в ПЗУ пресеты знакогенераторов (если их
несколько) – зато путем переключения можно намного быстрее изменить группу иконок,
чем поштучно их подгружать.

Mapper – комбинационная схема (или контроллер), осуществляющие коммутацию блоков
микросхем ПЗУ в адресные пространства CPU и/или PPU – т.е. фактически управляет старшими
линиями адреса микросхем ПЗУ, для которых «не хватает» адресных линий в слоте картриджа
и/или адресном пространстве процессора. Маппер находится на картридже и подключается к
шинам CPU и/или PPU и соответствующим микросхемам памяти. Некоторые мапперы состоят из
нескольких микросхем. Любая программа (игра) пишется под определенный тип маппера.

Т.е.,
говоря современным языком: драйвер маппера «вшивается» в код программы, более того – он
зачастую «размазан» по всему коду … Возможность адаптировать (модифицировать)
программу (дамп игры) под другой маппер – задача довольно рутинная – нужно найти и
откорректировать все места, где происходит управление маппером.

Также картридж (в редких случаях) может содержать:

SRAM (она же WRAM) - (Адресное пространство CPU $6000-$7FFF) – Статическое ОЗУ,
может питаться от компактной батарейки, располагающейся на картридже. Предназначено для
«сохранения» игр (если есть батарейка), или просто служит дополнительным ОЗУ (хорошее
дополнение). Для него зарезервировано «окно» в адресном пространстве CPU размером 8k (в 4
раза больше встроенного в приставку ОЗУ, а скорость таже и прямая адресация) - существуют
картриджи, несущие на борту до 32k ОЗУ (т.е. 4 страницы, переключаемые маппером в этом
окне).

Expansion ROM\RAM - (Адресное пространство CPU $5000-$5FFF) – Дополнительные
4k памяти (для CPU). В целом аналогично SRAM (используется, как правило, с маппером

MMC5).

VRAM - (Адресное пространство PPU $2800-$2FFF) – «Недостающие» 2k VRAM для двух
экранных страниц PPU (3 и 4). Редкая фишка - используется очень немногими играми.

Звуковой процессор - предназначен для более качественного синтеза звука, нежели
это реализуется встроенным pAPU (например, в мапперах VRC6, VRC7 и других).

Большинство аппаратных возможностей Денди могут быть использованы (дополнены),
например, маппером MMC5 или MMC3 (большинство технологичных игр используют именно
их). Разумеется, ничто не мешает разработать новый маппер самому (в архитектуре приставки
ничего менять не придется! - всю логику управления маппером содержит программа на
картридже), чем китайские разработчики («пираты») увлекаются больше других, а вместе с
этим производят и совместимые аналоги «официальных» микросхем мапперов – наиболее
популярные из которых следующие:

MMC1 – AX5904

MMC3 – AX5202

VRC4 – AX5208

Программирование мапперов.

В адресном пространстве CPU - адреса $8000-$FFFF выделены для отражения на них
памяти картриджа - PRG-ROM. Логически может быть организовано несколько окон,
управляемых маппером. Размер и количество окон определяется архитектурой маппера,
некоторые типы предусматривают переменный размер переключаемого окна (например,

MMC3). Наиболее распространенный вариант 2*16k, 2*8k+16k или 4*8k - в последнее окно
($xxxx-$FFFF) позиционируется или «хвост» ПЗУ, или его начало. Также, зачастую, последнее

окно переключению не подлежит (в нем находятся вектора прерываний).

Каждый маппер имеет определенное количество регистров управления, доступных только
для записи. Адресуются они через области, отведенные для PRG-ROM. То есть – чтение из
памяти по адресам $8000-$FFFF приводит к чтению ПЗУ (PRG-ROM), а запись, по некоторым
адресам из этого диапазона, приводит к записи управляющих слов в соответствующие
регистры маппера.

Подробное описание разных мапперов – не цель данного материала, однако некоторые из
них рассмотрим подробнее.

Маппер UNROM.

Для примера рассмотрим маппер UNROM – один из самых простейших мапперов, но
весьма удобный для знакомства с программированием Денди и написания несложных
программ. Он предусматривает работу с PRG-ROM объёмом 128k (17 линий адреса, 3-мя
старшими линиями управляет маппер), в качестве CHR используется непосредственно ОЗУ
размером 8k (без участия маппера). Маппер строится на базе двух микросхем (74HC161 и

74HC32) и программно представлен как один регистр, который отражается на всё пространство
PRG-ROM ($8000-$FFFF). То есть запись по любому адресу из этого диапазона приведет к

записи в регистр маппера. Записываемый байт (а вернее 3 младших его бита) определяет блок
микросхемы ПЗУ (16k), подключаемый в окно $8000-$BFFF (т.е. при A14=0) - блоки нумеруются
с нуля и с начала адресации микросхемы ПЗУ. В окно $C000-$FFFF (т.е. при A14=1, вне
зависимости от содержимого регистра маппера) всегда подключен последний блок (последние
16k) ПЗУ (A14=A15=A16=1 на адресных входах ПЗУ). Таким образом, возможен вариант (при
«xxxxx111» в регистре маппера) когда последний блок ПЗУ будет последовательно
продублирован в адресном пространстве.

Знакогенератор CHR-RAM - заполняется программно, через регистры PPU ($2006,$2007) –
запись должна производиться в адресное пространство PPU, отведенное под знакогенератор
($0000-$1FFF). Вид отражения экранных страниц определяется распайкой (коммутацией)
перемычки на плате картриджа.

Принципиальная схема маппера UNROM такова:

Разумеется, на схеме выбор (из двух) логических входов элементов 2-ИЛИ может быть
произвольным, как и выбор используемых 3 из 4 таких элементов 2-ИЛИ из микросхемы
74HC32 (аналог «ЛЛ1») – на рисунке изображен один из множества возможных вариантов
(точная копия коммутации на примере реализации в картридже на плате HVC-UNROM-03).
Счетчик 74HC161 (аналог «ИЕ10») в данной схеме используется фактически как регистр (а не
счетчик).

Super Hik.

Отдельно можно отметить такое древнее и весьма интересное инженерное решение
китайских разработчиков как «Super Hik» - это картридж, содержащий в себе несколько (как
правило, от 4 до 8) полноценных «больших» игр под маппер MMC3 (каждая)! Большинство игр
MMC3 имеют размер 128k или 256k PRG-ROM и столько же CHR-ROM. Супер-хики имеют
микросхемы памяти 512k или 1024k, в роли маппера MMC3 выступает совместимый (китайский)
аналог AX5202 (в корпусе DIP-40 или бескорпусном варианте), также на нескольких логических
микросхемах (триггерах, мультиплексорах, дешифраторах) сконструирован еще один маппер ­«маппер верхнего (по отношению к MMC3) уровня». Получается так: в слоте картриджа
присутствует 15 линий адреса (32k), штатный маппер MMC3 (в исполнении AX5202) берет на
себя (в т.ч.) управление 16-ой и 17-ой линиями адреса памяти (ПЗУ 128k) и 18-ой (ПЗУ 256k) –
что обеспечивает штатное функционирование любой из игр. Переключение же игр –
управление линиями адреса 18-ой и 19-ой (ПЗУ 512k – 4 игры) и 20-ой (ПЗУ 1024k – 7 или 8
игр) осуществляется маппером верхнего уровня (сконструированного, например, на связке
74LS174 и 74LS157 для четырех игр), управляется он записью по адресу, не пересекающемуся
с управлением MMC3, в неиспользуемое пространство памяти программ одной из игр
добавляется код меню выбора игры (этакий «патч»), который и записывает требуемое
значение в соответствии с выбранной игрой в регистр маппера верхнего уровня, для MMC3 это
абсолютно прозрачно. В качестве примера работы маппера картриджа «Supper Hik»
рассмотрим маппер под номером «49».

Маппер 49 (Super Hik 4-in-1).

Многие игры используют далеко не весь функционал, предоставляемый маппером MMC3,
и в первую очередь в части размера PRG и CHR. Таким образом, выглядит вполне логичным (с
технической точки зрения) создание мульти-игрового картриджа без микросхемы ОЗУ (WRAM),
где под каждую из игр зарезервирован слот размером 128k (и в PRG и в CHR) – т.е.
применение микросхем емкостью 4 мегабита (19 адресных линий). Игр, которым такой объем
ресурсов совместно с маппером MMC3 (его аналогом AX5202) достаточен - предостаточно!

Рассмотрим механизм переключения слотов с играми такого мульти-игрового картриджа с
точки зрения схемотехники и управления ей. Фактически мульти-игровой картридж «Super Hik»
содержит в себе два маппера! ММС3 (полноценный, аппаратный) – именно с ним работают
игры (выбранная в данный момент игра), и «маппер верхнего уровня» (этакий «гипервизор») –
который обеспечивает выбор слота с игрой, которая и будет запущена … А так как для каждой
из игр маппер верхнего уровня прозрачен (что логично), рассмотрим именное его принцип
работы.

Маппер верхнего уровня представляет собой регистр «только для записи», доступный в
диапазоне $6000-$7FFF. Т.к. за доступ к данному диапазону адресов отвечает MMC3, то
необходимо сначала разрешить такой доступ (управляющая команда к MMC3). Конечно жаль,
что из-за такого способа обращения к регистру маппера теряется возможность установки на
картридж WRAM и стало быть запуска игр, требующих дополнительное ОЗУ по этим адресам,
но сейчас не об этом.

Общая цель маппера верхнего уровня проста – обеспечить выбор (адресацию) старших
адресных линий микросхем ПЗУ (PRG и CHR) за пределами 128k, которыми управляет MMC3.
Т.е. должна быть возможность управления линиями A17 и A18 у обоих микросхем ПЗУ, хотя и
изменять состояние этих линий предстоит вобщем то не часто: при включении/сбросе приставе
на этапе выбора игры (слота с игрой внутри микросхем памяти).

Принципиальная схема «маппера верхнего уровня» внутри «маппера 49» такова:

Таким образом, в регистре маппера присутствуют только 5 бит. С программной точки
зрения возможны два режима работы маппера (выбираемые битом D0) в части переключения
страниц PRG-ROM.

«Основной режим» (D0=1) – в этом режиме слот с игрой (один из четырех) выбирается
битами D6 и D7 (выполняют роль сигналов адресных линий A17 и A18 физических ПЗУ как
PRG-ROM, так и CHR-ROM); значение бит D4 и D5 в регистре - безразлично; адресными
линиями A13-A16 PRG-ROM и A10-A16 CHR-ROM управляет маппер MMC3. Игра не выходит за
пределы своего слота и управляет только маппером MMC3.

«Альтернативный режим» (D0=0) – именно этот режим активируется при загрузке
(сбросе), т.к. аналоговая часть схемотехники маппера верхнего уровня (RC-цепочка)
сбрасывает весь регистр маппера в ноль. В этом режиме MMC3 не управляет адресными
линиями PRG-ROM – ими управляет исключительно маппер верхнего уровня. Биты D6 и D7, как
и прежде, подключены к линиям A17 и A18 как и PRG-ROM, так и CHR-ROM (т.е. для CHR-ROM
оба режима абсолютно одинаковы) – а вот биты регистра маппера D4 и D5 теперь задают
значения адресных линий A15 и A16 PRG-ROM соответственно, а линии A13 и A14 берутся
непосредственно со слота картриджа. В этом режиме получается программная модель
переключения страниц PRG-ROM, в некоторой степени, аналогичная мапперу UNROM – в
данном случае 4 старших бита регистра маппера выбирают одну из 16 страниц размером 32k
микросхемы PRG-ROM, подключаемую в окно $8000-$FFFF (после сброса – самое начало ПЗУ).

Повторюсь: переключение страниц CHR-ROM в «альтернативном режиме» происходит
аналогично «основному режиму» - линии A17 и A18 выбираются маппером верхнего уровня
(биты D6 и D7), более младшими битами CHR-ROM всегда управляет маппер MMC3.

В целом, для использования такого симбиоза мапперов в конечном решении, необходимо
как минимум вносить изменение в дамп игры, помещаемый в первый слот. Т.е. искать игру у

которой, хотя бы, хвост первых 32k дапма свободен для размещения векторов прерываний, а

1

GND

2

SND IN

также в этом блоке есть место для размещения их обработчиков (в лучшем случае - кода для
реализации меню выбора игр, или накрайняк – для переключения банков «альтернативным
способом» на более свободный, где уже и разместить код меню). Не забываем, что картинку
меню придется складывать из иконок выбранного блока CHR-ROM (что возможно повлечет
необходимость или выбора одной из игр с подходящими символами в одной из страниц,
которую нужно будет выбрать двумя мапперами, или поиск игры с неиспользуемыми ячейками
CHR-ROM, в которые можно разместить нужные символы).

Ввод/Вывод в Денди.

Архитектура Денди не изобилует большим (а может и достаточным) количеством портов
ввода/вывода. Программно под порты внешней периферии выделены две ячейки из адресного
пространства CPU (на аппаратном уровне архитектуры). Это регистры с адресами $4016 и
$4017. Аппаратных же линий и того меньше – а именно: 3 линии (бита) на выход и 5 + 2 линии
на вход. Опрос линий чисто программный.

Вывод – 3 бита “OUT” (непосредственно с процессора), адресуются путем записи
значения в регистр $4016, младшие биты. Бит 0 используется в качестве стробирующего
сигнала-защелки состояния джойстиков, обоих сразу (см. ниже).

Ввод – порт $4016 “J1” (чтение), аппаратно присутствуют только два младших бита. Бит
D0 выведен на «Порт A» и используется для чтения последовательного кода состояния
джойстика 1. Бит D1 выведен на «Порт B».

Ввод – порт $4017 “J2” (чтение), аппаратно присутствуют 5 младших бит (два старших
бита используются pAPU – см. ниже).

Наиболее распространены (в России) модели приставок Денди с двумя «разъёмами для
джойстиков» (так их называют в быту) по 15 контактов каждый. Встречаются варианты и с
двумя 9-ти контактными разъемами, или шнуры джойстиков могут быть «вделаны» в приставку
(как у оригинального Famicom) - в этих случаях есть еще один 15-ти штырьковый разъём
(«порт расширений»). Условимся называть разъём для подключения первого джойстика «Порт
A», второго «Порт B» (каждый по 15 или 9 штырьков). Если оба порта имеют по 9 штырьков
(или джойстики неразъемные), то есть третий (или первый) «Порт C» – 15-ти штырьковый,
который дублирует «Порт B» и содержит дополнительные сигналы. Если, как в большинстве
случаев для Денди, оба разъема имеют 15 контактов, то к «Порту A» подключено не более
шести, а ко второму – все 15 (в том числе и сигналы с «Порта A», правда, на другие контакты),
т.е. получается что разъем «второго» джойстика - «Порт В», какбы объединен с портом
расширений - «Порт С».

В общем случае «Порт A» предназначен для подключения «первого» джойстика
(аппаратно возможно и подключение светового пистолета - «Zapper»). К «Порту B & C» (порту
расширений) подключаются все другие периферийные устройства («второй» джойстик,
световой пистолет, разветвитель на 4 джойстика и многое другое), фактически на него
выведены все линии портов ввода/вывода Денди (за исключением одного из «Порта A»).
Теперь подробнее об аппаратной реализации и программной модели.

Распиновка портов (по разъему совместимых с DB-15) приведена на рисунке.

«Порт A» (15 контактов)

8

J1 D0

9

CLK1

12

OUT0 (STRB)

15

VCC

«Порт B & C» (15 контактов)

1

GND

2

SND IN

3

#IRQ

4

J2 D4

5

J2 D3

6

J2 D2

7

J2 D1

8

J2 D0

9

CLK2

10

OUT2

11

OUT1

12

OUT0 (STRB)

13

J1 D1

14

CLK1

15

VCC

2

J1 D0

3

OUT0 (STRB)

Представленный «ассортимент» и распиновка портов типичны как для Dendy Junior, Dendy
Classic.

При каждом чтении из $4016 или $4017 процессор выдает сигналы (#OE), разрешающие
чтение из буферов портов (для каждого порта свой сигнал – процессором предусмотрено
аппаратно, см. Приложение 5). Соответственно считываются значения входных линий. Кстати
опять, ничто не мешало разработчикам NES (Денди) сделать на каждом порту по 8 линий на
вход.

О других сигналах в портах ввода/вывода:

SND IN – аналоговый выход с pAPU (см. ниже) – например, в световой пистолет-пулемет
(«фирменный» от Стиплера) встроен динамик, из которого раздается звук стрельбы (этакий
«фидбэк»), также на рукоятке данного пистолета-пулемета, помимо переключателя одиночной
и автоматической стрельбы, была продублирована кнопка «B» (в некоторых играх, как то
«Operation Wolf», таким пистолетом-пулеметом можно было не только постреливать вражье
очередями, но и метать в них гранаты);

#IRQ – линия запроса пользовательского прерывания CPU (которая выведена и сюда и на
разъем картриджа). Периферийное устройство может быть как источником прерывания, так и
его обработчиком (для собственных нужд), если источником является, например, электроника
на картридже (маппер);

CLK1/CLK2 – синхроимпульс опорной (тактовой) частоты процессора (1.78МГц для PAL) –
аналогично сигналу #M2 в разъеме картриджа;

Некоторые (как правило, «не Денди») приставки имеют девяти контактные разъемы
(совместимые с DB-9) для джойстиков, распиновка которых может быть такой:

«Порт A» (9 контактов)

4

CLK1

6

VCC

8

GND

«Порт B» (9 контактов)

2

J2 D0

3

OUT0 (STRB)

4

CLK2

6

VCC

8

GND

1

GND

2

SND IN

3

#IRQ

4

J2 D4

5

J2 D3

6

J2 D2

7

J2 D1

8

J2 D0

9

CLK2

10

OUT2

11

OUT1

12

OUT0 (STRB)

13

J1 D1

14

CLK1

15

VCC

А вместе с этим и 15-ти контактный порт расширений, для подключения другой
периферии помимо джойстиков (или второго джойстика в 15-ти контактном «исполнении»):

«Порт C» (15 контактов)

«Стандартные» джойстики.

Оригинальные джойстики NES (Famicom) имеют по 8 клавиш. Джойстик, предназначенный
для использования в качестве «второго» в оригинальном варианте (Famicom) не имеет кнопок
Select и Start, но зато имеет микрофон с регулятором громкости для него (усиленный сигнал с
которого подается в приставку). Джойстики китайских клонов, а также российского клона
консоли - Денди - имеют, как правило, кнопки Select и Start на обоих джойстиках, так как
допускают их подключение к любому из портов (для одинокого геймера второй джойстик был
запасным). Помимо этого мы привыкли и воспринимаем как должное наличие турбо-вариантов
кнопок A и В. Вещь, несомненно, удобная в ряде игр – но рассматривать их стоит как «чит» ­т.к. в оригинальных версиях консоли их нет. Разумеется, что турбо-кнопки не генерирует
каких-либо состояний в системе отличных от тех, что определяет факт нажатия обычных
кнопок A и B – просто используя турбо-кнопки нет необходимости «долбить» по клавишам. Да
и не любой геймер сможет так быстро, равномерно и беспристрастно «долбить» как
встроенный триггер ;-)

В примере наиболее распространенного варианта консоли: с двумя разъемами под
джойстики по 15 ног в каждом (см. рисунок выше) - «стандартные» джойстики используют
контакты: 1, 8, 9, 12 и 15.

Нажатие на клавиши джойстиков не вызывает в приставке никаких событий. Опрос
джойстиков чисто программный, его частота должна выбираться программистом, исходя из
необходимой точности и скорости реакции пользователя на события системы. Естественно, что

очень частый опрос может замедлить работу системы, да и не стоит забывать, что джойстик

1 = A

9 = Ignored

17 = ID bite*

2 = B

10 = Ignored

18 = ID bite*

3 = SELECT

11 = Ignored

19 = ID bite*

4 = START

12 = Ignored

20 = ID bite*

5 = UP

13 = Ignored

21 = 0

6 = DOWN

14 = Ignored

22 = 0

7 = LEFT

15 = Ignored

23 = 0

8 = RIGHT

16 = Ignored

24 = 0

это механическое устройство, а пользователь не может работать со скоростью ЭВМ (пусть
даже такой как NES).

И так – как было сказано выше, для опроса состояния джойстиков используются два порта
из адресного пространства CPU - $4016 и $4017. Алгоритм следующий: сначала необходимо
«зафиксировать» состояние кнопок в сдвиговом регистре джойстиков (обоих сразу, если оба
подключены). Для этого формируется строб, «защелкивающий» этот регистр – т.е. по адресу
$4016 младший бит сначала устанавливается в единицу, а затем в ноль (строб). Далее можно
прочесть состояние кнопок джойстика на момент «защелкивания». Информация считывается в
последовательном коде (из сдвигового регистра джойстика). Младший бит порта $4016 –
первый джойстик (Порт A), порта $4017 – второй джойстик (Порт B). Информация считывается
в следующей последовательности:

* ID bite - вероятно, в оригинальных NES-джойстиках биты 17-20 содержали
дополнительную информацию, не связанную с нажатием клавиш. Во всех неоригинальных
джойстиках, в том числе и «родных» Денди - аппаратно присутствуют только первые 8-бит,
отвечающие непосредственно за нажатия кнопок. Дальнейшее чтение с такими джойстиками
бессмысленно.

Нажатой кнопке соответствует единица, не нажатой – ноль.

«Мультикнопочный» джойстик.

Есть для консоли Famicom такой интересный аксессуар как «мультикнопочный» (название
произвольное, авторское) джойстик (HVC-051). Вернее он является дополнением для другой
«штуковины» - модема! (HVC-050). Посчастливилось раздобыть в коллекцию экземпляр такого
набора. Модем вставляется вместо картриджа, этаким «вторым этажом» - нет, не для онлайн
игр нескольких пользователей (а для их скачивания со специализированных BBS-ок? - вроде
так, но это было не в нашей стране, и очень давно). Еще в модем предусмотрена установка
собственного картриджа «уникального» формата (отдаленно напоминающего PCMCIA­устройства конструктивно) … Не факт, что предусматривалось использование мульти­джойстика (в части дополнительных кнопок) отдельно от программного обеспечения
используемого совместно с модемом … Однако, внутри пользовательских разработок, ничего
не мешает опрашивать и обрабатывать на свое усмотрение все кнопки такого джойстика.

1

GND

12

OUT0 (STRB)

13

J1 D1

14

CLK1

15

VCC

1 = A

9 = 0

17 = 8

2 = B

10 = 1

18 = 9

3 = SELECT

11 = 2

19 = *

4 = START

12 = 3

20 = #

5 = UP

13 = 4

21 = .

6 = DOWN

14 = 5

22 = C

7 = LEFT

15 = 6

23 = Ignored

8 = RIGHT

16 = 7

24 = Func

Подключается к приставке мультикнопочный джойстик весьма экзотично: его необходимо
вставлять исключительно в порт расширений («Порт В & C» или «Порт C») – однако при этом
приставка будет его видеть не как «второй», а как «третий» (внезапно?! – это по аналогии с
адаптером на 4 джойстика и его аппаратно-программной моделью). Некоторые программы
(игры) в прочем работают с ним как с «первым» … При этом, соответственно, «второй»
джойстик штатным образом уже подключить не удастся (разъем занят) … Причина? –
распиновка:

Штекер «мультикнопочного» джойстика

Опрашивается такой джойстик, штатным для системы образом, но в нем присутствуют три
последовательно включенных регистра. Назначение битов кнопок приведено ниже:

Первые 8-бит – стандартные для всех джойстиков, далее биты остальных кнопок. Биту 23
нет соответствия в виде кнопки – т.е. не используется (всегда нулевой). Кнопка,
соответствующая биту 24 названа «Func» условно, т.к. англоязычная маркировка для данной
кнопки отсутствует.

Джойстик Super-NES.

В качестве справочного материала, для сравнения, возможного использования в
собственных проектах, а также для конструирования враппера и т.п. приведем таблицу «скан­кодов» джойстика приставки Super-NES (более известной у нас как Супер-Нинтендо) – т.к.
фактически такой джойстик является вариацией «мультикнопочного» джойстика описанного

выше (с меньшим количеством кнопок, и двумя регистрами вместо трех), и является для Super-

1 = B

9 = A

17 = Ignored

2 = Y

10 = X

18 = Ignored

3 = SELECT

11 = L

19 = Ignored

4 = START

12 = R

20 = Ignored

5 = UP

13 = Ignored

21 = Ignored

6 = DOWN

14 = Ignored

22 = Ignored

7 = LEFT

15 = Ignored

23 = Ignored

8 = RIGHT

16 = Ignored

24 = Ignored

NES «стандартным» …

Количество и назначение аппаратных линий, а также алгоритм опроса джойстика Супер­Нинтендо абсолютно идентичен таковому в Денди.

Формирование звуков в Денди.

Этому разделу, несомненно, можно посвятить отдельный труд. Ибо нестандартных
решений в этом направлении достаточно много, хотя они и не сильно распространены.
Возможности синтеза звуков средствами самой приставки относительно скудны, и пригодны,
пожалуй, лишь для генерации спецэффектов, но не музыки (речь идет о pAPU сопроцессоре,
«синтезаторе»).

Сэкономив (в очередной раз) на синтезаторе, разработчики NES всёже реализовали
возможность расширения аппаратных средств генерации звука. Как и в предыдущих случаях,
это расширение должно находиться на картридже (а где же еще). Т.е., как альтернативу
встроенному pAPU, картридж может содержать свой звуковой синтезатор (содержится в
мультисхемах вместе с мапперами: VRC6, VRC7, FDS, MMC5, Namco129, FME-07 …),
вписывающийся своими регистрами управления в адресное пространство процессора
приставки (аналогично мапперам), на выходе же имеющий аналоговый сигнал
сформированного звука. На разъёме картриджа для этого предусмотрено два контакта (см.

приложение 4) – один из них: аналоговый выход с pAPU (встроенного в процессор Денди);

второй: разведен на звуковой выход с приставки. В случае если картридж не содержит своего
звукового процессора («синтезатора»), то эти контакты просто замкнуты. В случае
использования синтезатора на картридже pAPU может быть отключен от выхода с приставки,
хотя возможно использование микшера для объединения сигнала pAPU и синтезатора на
картридже, не исключен и вариант установки двух звуковых процессоров на картридже
(гипотетически) … но это уже все зависит от разработчиков картриджа. Увы, но картридж
содержит ограниченное число игр (а в случае с «лицензионной» продукцией - одну), а
покупать для каждой игры одно и тоже оборудование (хотябы даже один и тот же синтезатор)
удовольствие дорогое, и как следствие мало распространенное. Можно отметить, что картридж
со всеми возможными расширениями (большое ПЗУ (PRG-ROM, CHR-ROM), дополнительное
ОЗУ, видео ОЗУ (экранных страниц), ОЗУ для сохранения игр, маппер и звуковой процессор,
т.п.) может получиться сложнее («интеллектуальнее») самой приставки – и соответственно
дороже ее (покупать ради новой игры еще один такой картридж стали бы не многие). Поэтому
большинство производителей игр не гнались за качеством (хотя аппаратные ограничения и
предполагали повышенный уровень искусства программистов), а брали дешевизной железа,
используя лишь необходимый минимум (память программ и знакогенераторов, ну и маппер,
как вынужденную необходимость). Ну а для звука – что есть – встроенный pAPU, который мы и
рассмотрим чуть подробнее ниже.

Сопроцессор pAPU.

Звуковой сопроцессор pAPU является именно той «изюминкой», наличие которой отличает
базовый процессор архитектуры MSC6502 и CPU, примененный в NES/Famicom/Dendy. А так как

первым «официальным» процессором был (видимо) Ricoh RP2A03, то и звуковой сопроцессор

Регистр

(адресация по

CPU)

Операция

Назначение

$4000

w/o

Регистр управления канала 1 (

Прямоугольник

[Square]

).

ddle nnnn – duty, loop env/disable length, env disable,

vol/env

(режим, флаг зацикливания, регулирование
громкости/пакетный сигнал, значение громкости/размер
пакета)

$4001

w/o

Регистр управления генератором канала 1.

eppp nsss - enable sweep, period, negative, shift

$4002

w/o

Регистр управления частотой (периодом) канала 1.

pppp pppp - period low

(период сигнала – младшая часть)

$4003

w/o

Регистр управления частотой (периодом) канала 1.

llll lppp - length index, period high

(длительность,

период сигнала – старшая часть)

$4004

w/o

Регистр управления канала 2 (

Прямоугольник

[Square]

). См. описание $4000

$4005

w/o

Регистр управления генератором канала 2. См.
описание $4001

$4006

w/o

Регистр управления частотой канала 2. См. описание

$4002

$4007

w/o

Регистр управления частотой канала 2. См. описание

$4003

pAPU получил уже как нарицательное имя 2A03 (хотя входит в состав и других совместимых

процессоров и SoC).

И так, pAPU 2A03 представляет собой пятиканальный синтезатор. Причем первые два
канала генерируют сигнал прямоугольной формы, третий – треугольной (пила), четвертый –
«шум», пятый – «цифровой канал» (дельта-модуляция, DMC). В некоторых «китайских»
вариациях Денди (на неизвестной бескорпусной SoC) цифровой канал мог отсутствовать.

Подробное рассмотрение всех особенностей программирования 2A03 достаточно объёмно,
даже про нюансы программирования цифрового канала (DMC) писались отдельные статьи.
Здесь же (ниже) дадим лишь краткие сведения о pAPU – т.к. в англоязычной документации
информация исчерпывающая, а заниматься чисто ее переводом я не стал (да и не думаю, что
сегодня кого-либо всерьез заинтересует программирование звука в Денди с нуля или
портированием с других источников). По-любому, если я займусь этой темой глобально, эта
глава, несомненно, будет дополнена. А пока для общей картины, помимо изложенного выше,
приведем таблицу с описанием регистров pAPU (более подробно можно прочитать в
англоязычной документации см. приложение 6).

Регистры pAPU выполняют следующие функции:

$4008

w/o

Регистр управления канала 3 (

Пила [Triangle]

).

clll llll - control, linear counter load

$4009

-

-

$400A

w/o

Регистр управления частотой (периодом) канала 3.

pppp pppp - period low

(период сигнала – младшая часть)

$400B

w/o

Регистр управления частотой (периодом) канала 3.

llll lppp - length index, period high

(длительность,

период сигнала – старшая часть)

$400C

w/o

Регистр управления канала 4 (Шум

[Noise]

).

--le nnnn - loop env/disable length, env disable, vol/env

period

$400D

-

-

$400E

w/o

Регистр управления частотой (периодом) канала 4.

s--- pppp - short mode, period index

$400F

w/o

Регистр управления частотой (периодом) канала 4.

llll l--- - length index

$4010

w/o

Регистр управления цифровым каналом.

il-- ffff - IRQ enable, loop, frequency index

$4011

w/o

Регистр управления громкостью цифрового
канала.

-ddd dddd - DAC

$4012

w/o

Регистр адреса цифрового канала.

aaaa aaaa - sample address

$4013

w/o

Регистр длины блока данных цифрового канала.

llll llll - sample length

$4015

w

Регистр управления pAPU.

---d nt21 – Enable: DMC, noise, triangle, pulse 2, 1

r

Регистр статуса pAPU.

if-d nt21 - DMC IRQ, frame IRQ, length counter statuses

$4017 [7-6]

w/o

fd-- ---- - 5-frame cycle, disable frame interrupt

Приложение №1. Система команд 6502.

Рассмотрим систему команд архитектуры 6502. В Денди используется именно эта модель,
за исключением блока десятичной арифметики.

Процессор оперирует целыми восьмиразрядными числами. Содержит всего 6 программно­доступных регистров. Из них 5 – восьмиразрядных, и 1 – шестнадцатиразрядный программный
счетчик.

A – регистр - аккумулятор. Как и большинство «простых» архитектур – 6502 является
«аккумуляторной», то есть во всех, или почти во всех, операциях явно или неявно участвует
аккумулятор.

PC – программный счетчик. Единственный 16-ти разрядный регистр – указатель
выполняемой команды (классически).

S – регистр - указатель вершины стека (первой свободной ячейки). Стек находится в
пространстве адресов 0100h – 01FFh и «растёт» от старшего к младшему.

P – регистр флагов.

P[0] - “C” – “Carry” – флаг переноса из старшего разряда (классически).

P[1] - “Z” – “Zero” – признак нулевого результата (классически).

P[2] - “I” – “Interrupt” – флаг маскирования аппаратного прерывания на линии IRQ –

варьируется командами SEI/CLI.

P[3] - “D” – “Decimal” – флаг режима десятичной арифметики. Так как в Денди этот
режим отсутствует, то этот флаг не используется процессором, может использоваться
программистом. Варьируется командами SED/CLD.

P[4] - “B” – “Break” – флаг программного прерывания (команда BRK).

P[5] - “1”

P[6] - “V” – “” – флаг переноса в знаковый разряд (из 6-ого в 7-ой - классически).

P[7] - “N” – “” – флаг знака результата операции – дублирует седьмой разряд

(классически).

X, Y – регистры индексной адресации (или просто "общего назначения").

В общем итоге получается регистров для "юзания" всего навсего 3 (A,X,Y) - да и то,
многие команды жестко привязаны именно к одному из них, очень часто неудобно бывает, что
рождает лишние мнемоники и обращения в память.

Напомним, что система команд процессора оперирует или с перечисленными выше
регистрами, или с адресным пространством памяти (64кб) – все устройства, управляемые
процессором, должны отображаться своими регистрами на память.

И так – о способах адресации памяти.

ABS - прямая, в команде указывается полный 16-разрядный адрес операнда:

ABS, X (ABX)- индексированная по X, указывается базовый 16-разрядный адрес, к

Мнемоника

Краткое описание

Методы

адресации

Запись на

языке

ассемблера

Код

команды

Число

байтов

Изменяемые

флаги

ADC

Сложение с учетом

IMM

ADC #d8

69 d8

2

V, N, Z, С

которому прибавляется смещение из регистра X;

ABS, Y (ABY) - индексированная по Y, указывается базовый 16-разрядный адрес, к
которому прибавляется смещение из регистра Y.

АСС - аккумуляторная, подразумевает наличие операнда в регистре A процессора (что
требуется указать в мнемонике).

IMM - непосредственная, 8-разрядный операнд расположен сразу за кодом команды (в
мнемонической записи перед непосредственным операндом ставится символ «#»).

IMPL - неявная (указывается лишь мнемоника), операнды не указываются – жесткая
логика работы инструкции.

IND - косвенная, задается адрес ячейки памяти, в которой хранится адрес операнда -
бывает следующих видов:

IND, X (NDX) - индексно-косвенная, указывается 8-разрядный адрес в нулевой странице
(в квадратных скобках), к которому прибавляется содержимое регистра X, после чего из
ячейки памяти с вычисленным адресом и следующей за ней извлекается полный 16-разрядный
адрес операнда (в мнемонике после адреса через запятую ставится и "X"). Другими словами - в
области нулевой страницы создается таблица адресов, а при помощи переменной в регистре
"X" можно по ним "бегать";

IND, Y (NDY) - косвенно-индексная, указывается 8-разрядный адрес в нулевой странице
(в квадратных скобках), после чего из заданной ячейки памяти и следующей за ней
считывается 16-разрядный базовый адрес, к которому прибавляется содержимое регистра Y, и
из ячейки с вычисленным адресом извлекается операнд (в мнемонике после адреса через
запятую ставится и "Y"). В данном случае переменная в регистре "Y" играет роль смещения
относительно адреса базы, хранящегося в нулевой странице;

REL - относительная, в команде указывается 8-разрядное смещение относительно
содержимого счетчика команд PC;

ZP - адресация нулевой страницы, в команде задается 8-разрядный адрес, определяющий
ячейку памяти нулевой страницы, где хранится операнд;

ZP, X (ZPX) - индексированная по X адресация нулевой страницы, указывается 8-
разрядный базовый адрес в нулевой странице, к которому прибавляется содержимое регистра
X, и из ячейки памяти с вычисленным адресом извлекается операнд;

ZP, Y (ZPY) - индексированная по Y адресация нулевой страницы, в нулевой странице
указывается 8-разрядный базовый адрес, к которому прибавляется содержимое регистра Y, и
из ячейки памяти с вычисленным адресом извлекается операнд.

Ниже приведем саму систему команд (Всего 56 мнемоник инструкций).

флага переноса: А
+ d8 + С.
Результат в
аккумуляторе А и
флаге переноса C

ZP

ADC 08

65 a8

2

ZP, X

ADC а8, X

75 a8

2

ABS

ADC а16

6D a16l
a16h

3

ABS, X

ADC а16, Х

7D a16l
a16h

3

ABS, Y

ADC a16, Y

79 a16l
a16h

3
IND, X

ADC (a8, X)

61 a8

2

IND, Y

ADC (a8), Y

71 a8

2

AND

Поразрядное
логическое И
аккумулятора и
операнда

IMM

AND #d8

29 d8

2

N, Z

ZP

AND a8

25 a8

2

ZP, X

AND a8, X

35 a8

2

ABS

AND a16

2D a16l
a16h

3

ABS, X

AND a16, X

3D a16l
a16h

3

ABS, Y

AND a16, Y

39 a16l
a16h

3
IND, X

AND (a8, X)

21 a8

2

IND, Y

AND (a8), Y

31 a8

2

ASL

Арифметический
сдвиг операнда
влево, без
начального учета
флага C
(умножение на 2)

ACC

ASL A

0A

1

N, Z, C

ZP

ASL a8

06 a8

2 ZP, X

ASL a8, X

16 a8

2

ABS

ASL a16

0E a16l
a16h

3 ABS, X

ASL a16, X

1E a16l
a16h

3

BCC

Переход, если
флаг C = 0

REL

BCC i8

90 18

2 BCS

Переход, если
флаг C = 1

REL

BCS 18

B0 18

2 BEQ

Переход, если
флаг Z = 1

REL

BEQ 18

F018

2

BIT

Установка флагов
в соответствии с
результатом
выполнения
поразрядного
логического И над
содержимым

ZP

BIT a8

24 a8

2

N, V, Z

ABS

BIT a16

2C a16l
a16h

3

аккумулятора и
операнда. Бит 6
результата
копируется во
флаг V, а бит 7 - во
флаг N

BMI

Переход, если
флаг N = 1

REL

BMI 18

3018

2 BNE

Переход, если
флаг Z = 0

REL

BNE 18

D0 18

2 BPL

Переход, если
флаг N = 0

REL

BPL 18

1018

2

BRK

Программное
прерывание

IMPL

BRK

00

1

I

BVC

Переход, если
флаг V = 0

REL

BVC 18

5018

2

BVS

Переход, если
флаг V = 1

REL

BVS 18

7018

2
CLC

Сброс флага C

IMPL

CLC

18

1

С

CLD

Сброс флага D

IMPL

CLD

D8

1

D

CLI

Сброс флага I
(разрешение
прерываний)

IMPL

CLI

58

1

I

CLV

Сброс флага V

IMPL

CLV

B8

1

V

CMP

Установка флагов
в соответствии с
результатом
вычитания
операнда из
содержимого
аккумулятора

IMM

CMP #d8

C9 d8

2

N, Z, C

ZP

CMP a8

C5 a8

2

ZP, X

CMP a8, X

D5 a8

2

ABS

CMP a16

CD a16l
a16h

3

ABS, X

CMP a16, X

DD a16l
a16h

3

ABS, Y

CMP a16, Y

D9 a16l
a16h

3
IND, X

CMP (a8, X)

C1 a8

2

IND, Y

CMP (a8), Y

D1 a8

2

CPX

Установка флагов
в соответствии с
результатом
вычитания
операнда из
содержимого
регистра X

IMM

CPX #d8

E0 d8

2

N, Z, C

ZP

CPX a8

E4d8

2

ABS

CPX a16

EC a16l
a16h

3

CPY

Установка флагов

IMM

CPY #d8

C0 d8

2

N, Z, C

в соответствии с
результатом
вычитания
операнда из
содержимого
аккумулятора

ZP

CPY a8

C4 a8

2

ABS

CPY a16

CC a16l
a16h

3

DEC

Уменьшение
операнда на 1

ZP

DEC a8

C6 a8

2

N, Z

ZP, X

DEC a8, X

D6 a8

2

ABS

DEC а16

CE a16l
a16h

3

ABS, X

DEC a16, X

DE a16l
a16h

DEX

Х = Х-1

IMPL

DEX

CA

1

N, Z

DEY

Y = Y-1

IMPL

DEY

88

1

N, Z

EOR

Поразрядное
Исключающее ИЛИ
содержимого
аккумулятора и
операнда

IMM

EOR #d8

49 d8

2

N, Z

ZP

EOR a8

45 a8

2

ZP, X

EOR a8, X

55 a8

2

ABS

EOR a16

4D a16l
a16h

3

ABS, X

EOR a16, X

5D a16l
a16h

3

ABS, Y

EOR a16, Y

59 a16l
a16h

3
IND, X

EOR (a8, X)

41 a8

2

IND, Y

EOR (a8), Y

51 a8

2

INC

Увеличение
операнда на 1

ZP

INC a8

E6 a8

2

N, Z

ZP, X

INC a8, X

F6 a8

2

ABS

INC a16

EE a16l
a16h

3

ABS, X

INC a16, X

FE a16l
a16h

3
INX

Х = X+1

IMPL

INX

E8

1

N, Z

INY

Y = Y+1

IMPL

INY

C8

1

N, Z

JMP

Переход по
указанному адресу

ABS

JMP a16

4C a16l
a16h

2 IND

JMP (a 16)

6C a16l
a16h

2

JSR

Вызов
подпрограммы с
указанным
адресом. В стеке

ABS

JSR a16

20 a16l
a16h

3

сохраняется только
адрес возврата

LDA

Загрузка операнда
в аккумулятор

IMM

LDA #d8

A9d8

2

N, Z

ZP

LDA a8

A5a8

2

ZP, X

LDA a8, X

B5a8

2

ABS

LDA a16

AD a16l
a16h

3

ABS, X

LDA a16, X

BD a16l
a16h

3

ABS, Y

LDA a16, Y

B9 a16l
a16h

3
IND, X

LDA (a8, X)

A1 a8

2

IND, Y

LDA (a8), Y

B1 a8

2

LDX

Загрузка операнда
в регистр X

IMM

LDX #d8

A2 d8

2

H, Z

ZP

LDX a8

A6a8

2

ZP, Y

LDX a8, Y

B6a8

2

ABS

LDX a16

AE a16l
a16h

3

ABS, Y

LDX a16, Y

BE a16l
a16h

3

LDY

Загрузка операнда
в регистр Y

IMM

LDY #d8

A0 d8

2

N, Z

ZP

LDY a8

A4 a8

2

ZP, Y

LDY a8, Y

B4 a8

2

ABS

LDY a16

AC a16l
a16h

3

ABS, Y

LDY a16, Y

BC a16l
a16h

3

LSR

Логический сдвиг
операнда вправо
(деление на 2)

ACC

LSR A

4A

1

N, Z, C

ZP

LSR a8

46 a8

2

ZP, X

LSR a8, X

56 a8

2

ABS

LSR a16

4E a16l
a16h

3

ABS, X

LSR a16, X

5E a16l
a16h

3
NOP

Нет операции

IMPL

NOP

EA

1

ORA

Поразрядное
логическое ИЛИ
содержимого
аккумулятора и
операнда

IMM

ORA #d8

09 d8

2

N, Z

ZP

ORA a8

05 a8

2

ZP, X

ORA a8, X

15 a8

2

ABS

ORA a16

0D a16l

3

a16h

ABS, X

ORA a16, X

1D a16l
a16h

3

ABS, Y

ORA a16, Y

19 a16l
a16h

3
IND, X

ORA (a8, X)

01 a8

2

IND, Y

ORA (a8), Y

11 a8

2

PHA

Помещение
содержимого
аккумулятора в
стек

IMPL

PHA

48

1
PHP

Помещение
регистра состояния
в стек

IMPL

PHP

08

1

PLA

Помещение байта с
вершины стека в
аккумулятор

IMPL

PLA

68

1 PLP

Помещение байта с
вершины стека в
регистр состояния

IMPL

PLP

28

1

Все флаги

ROL

Циклический сдвиг
операнда влево

АСС

ROL A

2A

1

N, Z, C

ZP

ROL a8

26 a8

2

ZP, X

ROL a8, X

36 a8

2

ABS

ROL a16

2E a16l
a16h

3

ABS, X

ROL a16, X

3E a16l
a16h

3

ROR

Циклический сдвиг
операнда вправо

АСС

ROR A

6A

1

N, Z, C

ZP

ROR a8

66 a8

2

ZP, X

ROR a8, X

76 a8

2

ABS

ROR a16

6E a16l
a16h

3

ABS, X

ROR a16, X

7E a16l
a16h

3

RTI

Возврат из
прерывания

IMPL

RTI

40

1

Все флаги

RTS

Возврат из
подпрограммы

IMPL

RTS

60

1

SBC

Вычитание
операнда из
содержимого
аккумулятора с

IMM

SBC #d8

E9 d8

2

N, V, Z, C

ZP

SBC a8

E5 a8

2

ZP, X

SBC a8, X

F5 a8

2

учетом флага
переноса

ABS

SBC a16

ED a16l
a16h

3

ABS, X

SBC a16, X

FD a16l
a16h

3

ABS, Y

SBC a16, Y

F9 a16l
a16h

3
IND, X

SBC (a8, X)

E1 a8

2

IND, Y

SBC (a8), Y

F1 a8

2

SEC

Установка флага C

IMPL

SEC

38

1

С

SED

Установка флага D

IMPL

SED

F8

1

D

SEI

Установка флага I
(запрещение
прерываний)

IMPL

SEI

78

1

I

STA

Запись
содержимого
аккумулятора в
память

ZP

STA a8

85 a8

2 ZP, X

STA a8, X

95 a8

2

ABS

STA a16

8D a16l
a16h

3

ABS, X

STA a16, X

9D a16l
a16h

3

ABS, Y

STA a16; Y

99 a16l
a16h

3
IND, X

STA (a8, X)

81 a8

2

IND, Y

STA (a8)

91 a8

2

STX

Запись
содержимого
регистра X в
память

ZP

STX a8

86 a8

2

ZP, Y

STX a8, Y

96 a8

2

ABS

STX a16

8E a16l
a16h

3

STY

Запись
содержимого
регистра Y в
память

ZP

STY a8

84 a8

2

ZP, X

STY a8, X

94 a8

2

ABS

STY a16

8C a16l
a16h

3

TAX

Пересылка
содержимого
аккумулятора в
регистр X

IMPL

TAX

AA

1

N, Z

TAY

Пересылка
содержимого
аккумулятора в
регистр Y

IMPL

TAY

A8

1

N, Z

TSX

Пересылка
содержимого

IMPL

TSX

BA

1

N, Z

указателя стека в
регистр X

TXA

Пересылка
содержимого
регистра X в
аккумулятор

IMPL

TXA

8A

1

N, Z

TXS

Пересылка
содержимого
регистра X в
указатель стека

IMPL

TXS

9A

1

TYA

Пересылка
содержимого
регистра Y в
аккумулятор

IMPL

TYA

98

1

N, Z

Условные обозначения:

76543210

xxx000xx

xxx010xx

xxx100xx

xxx110xx

xxx001xx

xxx011xx

xxx101xx

xxx111xx

000xxx00

BRK IMM

PHP

BPL REL

CLC

DOP ZP

TOP ABS

DOP ZPX

TOP ABX

001xxx00

JSR ABS

PLP

BMI REL

SEC

BIT ZP

BIT ABS

DOP ZPX

TOP ABX

010xxx00

RTI

PHA

BVC REL

CLI

DOP ZP

JMP ABS

DOP ZPX

TOP ABX

011xxx00

RTS

PLA

BVS REL

SEI

DOP ZP

JMP IND

DOP ZPX

TOP ABX

100xxx00

DOP IMM

DEY

BCC REL

TYA

STY ZP

STY ABS

STY ZPX

SYA ABX

101xxx00

LDY IMM

TAY

BCS REL

CLV

LDY ZP

LDY ABS

LDY ZPX

LDY ABX

110xxx00

CPY IMM

INY

BNE REL

CLD

CPY ZP

CPY ABS

DOP ZPX

TOP ABX

111xxx00

CPX IMM

INX

BEQ REL

SED

CPX ZP

CPX ABS

DOP ZPX

TOP ABX

000xxx01

ORA NDX

ORA IMM

ORA NDY

ORA ABY

ORA ZP

ORA ABS

ORA ZPX

ORA ABX

001xxx01

AND NDX

AND IMM

AND NDY

AND ABY

AND ZP

AND ABS

AND ZPX

AND ABX

010xxx01

EOR NDX

EOR IMM

EOR NDY

EOR ABY

EOR ZP

EOR ABS

EOR ZPX

EOR ABX

011xxx01

ADC NDX

ADC IMM

ADC NDY

ADC ABY

ADC ZP

ADC ABS

ADC ZPX

ADC ABX

100xxx01

STA NDX

DOP IMM

STA NDY

STA ABY

STA ZP

STA ABS

STA ZPX

STA ABX

а16 - 16-разрядный адрес

a16h - старший байт 16-разрядного адреса

а16l - младший байт 16-разрядного адреса

а8 - 8-разрядный адрес в нулевой странице

d8 - непосредственный 8-разрядный операнд

i8 - 8-разрядное смещение в диапазоне от -128 до 127

Также приведем матрицу системы команд (красным цветом отмечены
недокументированные инструкции – в базовой архитектуре 6502 они отсутствуют, но
контроллером 6561, вероятно, поддерживаются).

101xxx01

LDA NDX

LDA IMM

LDA NDY

LDA ABY

LDA ZP

LDA ABS

LDA ZPX

LDA ABX

110xxx01

CMP NDX

CMP IMM

CMP NDY

CMP ABY

CMP ZP

CMP ABS

CMP ZPX

CMP ABX

111xxx01

SBC NDX

SBC IMM

SBC NDY

SBC ABY

SBC ZP

SBC ABS

SBC ZPX

SBC ABX

000xxx10

KIL

ASL A

KIL

NOP

ASL ZP

ASL ABS

ASL ZPX

ASL ABX

001xxx10

KIL

ROL A

KIL

NOP

ROL ZP

ROL ABS

ROL ZPX

ROL ABX

010xxx10

KIL

LSR A

KIL

NOP

LSR ZP

LSR ABS

LSR ZPX

LSR ABX

011xxx10

KIL

ROR A

KIL

NOP

ROR ZP

ROR ABS

ROR ZPX

ROR ABX

100xxx10

DOP IMM

TXA

KIL

TXS

STX ZP

STX ABS

STX ZPY

SXA ABY

101xxx10

LDX IMM

TAX

KIL

TSX

LDX ZP

LDX ABS

LDX ZPY

LDX ABY

110xxx10

DOP IMM

DEX

KIL

NOP

DEC ZP

DEC ABS

DEC ZPX

DEC ABX

111xxx10

DOP IMM

NOP

KIL

NOP

INC ZP

INC ABS

INC ZPX

INC ABX

000xxx11

SLO NDX

AAC IMM

SLO NDY

SLO ABY

SLO ZP

SLO ABS

SLO ZPX

SLO ABX

001xxx11

RLA NDX

AAC IMM

RLA NDY

RLA ABY

RLA ZP

RLA ABS

RLA ZPX

RLA ABX

010xxx11

SRE NDX

ASR IMM

SRE NDY

SRE ABY

SRE ZP

SRE ABS

SRE ZPX

SRE ABX

011xxx11

RRA NDX

ARR IMM

RRA NDY

RRA ABY

RRA ZP

RRA ABS

RRA ZPX

RRA ABX

100xxx11

AAX NDX

XAA IMM

AXA NDY

XAS ABY

AAX ZP

AAX ABS

AAX ZPY

AXA ABY

101xxx11

LAX NDX

ATX IMM

LAX NDY

LAR ABY

LAX ZP

LAX ABS

LAX ZPY

LAX ABY

110xxx11

DCP NDX

AXS IMM

DCP NDY

DCP ABY

DCP ZP

DCP ABS

DCP ZPX

DCP ABX

111xxx11

ISC NDX

SBC IMM

ISC NDY

ISC ABY

ISC ZP

ISC ABS

ISC ZPX

ISC ABX

Приложение №2. Палитра в RGB.

R G

B R G B R G B R G B

00

117

117

117

10

188

188

188

20

255

255

255

30

255

255

255

01

39

27

143

11

0

115

239

21

63

191

255

31

171

231

255

02 0 0

171

12

35

59

239

22

95

151

255

32

199

215

255

03

71

0

159

13

131

0

243

23

167

139

253

33

215

203

255

04

143

0

119

14

191

0

191

24

247

123

255

34

255

199

255

05

171 0 19

15

231 0 91

25

255

119

183

35

255

199

219

06

167 0 0

16

219

43 0 26

255

119

99

36

255

191

179

07

127

11 0 17

203

79

15

27

255

155

59

37

255

219

171

08

67

47 0 18

139

115 0 28

243

191

63

38

255

231

163

09

0

71 0 19

0

151 0 29

131

211

19

39

227

255

163

0A

0

81 0 1A

0

171 0 2A

79

223

75

3A

171

243

191

0B

0

63

23

1B

0

147

59

2B

88

248

152

3B

179

255

207

0C

27

63

95

1C

0

131

139

2C

0

235

219

3C

159

255

243

Видеопроцессор, примененный в Денди, работает не в RGB режиме, поэтому палитра
относительно составляющих по RGB может показаться весьма странной. В палитре содержится
64 ячейки (некоторые содержат одинаковые цвета). Соответствие цветов палитры формату
RGB приведено ниже.

0D 0 0 0 1D 0 0 0 2D

0

0

0

3D

0

0

0

0E 0 0 0 1E 0 0 0 2E

0

0

0

3E

0

0

0

0F 0 0 0 1F 0 0 0 2F

0

0

0

3F

0

0

0

Приложение №3. Перечень мапперов.

Номер по

iNES

Название

Примеры игр

0

Without mapper

Battle City, Balloon Fight, Mario Bros, Sky Destroyer, Lode Runner

1

Nintendo MMC1

Snake Rattle & Roll, Chip & Dale, Darkwing Duck, RoboCop 2,
RoboCop 3, Operation Wolf

2

Nintendo UNROM (PRG Switch)

Prince of Persia, Contra (U), Little Mermaid, Mega Man, Duck
Tales, Duck Tales 2, Bomberman 2, Castelian

3

Nintendo CNROM (CHR Switch)

Castle Excellent, Tetris

4

Nintendo MMC3

Dracula, Jurassic Park, Mighty Final Fight, Contra Force, Captain
America and The Avengers, Ninja Crusaders, Ninja Gaiden 2, Ninja
Gaiden 3, Batman, Vice, Double Dragon 2, Double Dragon 3, Tiny
Toon Adventures,Tiny Toon Adventures 2, Contra (J)

5

Nintendo MMC5

Castlevania 3, Romance of The Three Kingdoms II, Just Breed,
Bandit Kings of Ancient China

6

FFE F4 Series

7

Rare’s AOROM

Battletoads, Battletoads & Double Dragon, Cabal, Captain Skyhawk

8

FFE F3 Series

9

Nintendo MMC2

Punchout!

10

Nintendo MMC4

Fire Emblem, Fire Emblem Gaiden

11

Color Dreams

Crystal Mines, Bible Adventures

12

FFE F6 Series

Dragon Ball Z 5 ("bootleg" original)

13

CPROM

Videomation

15

Multi-cart(bootleg)

100-in-1: Contra Function 16

16

Bandai

Dragon Ball Z, SD Gundam Gaiden

17

FFE F8 Series

18

Jaleco SS806

Pizza Pop, Plasma Ball

19

Namco 106/129/163

Splatter House, Mappy Kids

20

Famicom Disk System (FDS)

Перед написанием любой программы для Денди, программисту необходимо сделать
предварительную оценку объёма программы и необходимости применения прочих аппаратно­программных средств, с тем, чтобы определиться под какой тип маппера писать программу
(если он конечно нужен вообще).

Мапперов существует бесчисленное множество, наиболее часто используемые – около
десяти. Каждый маппер имеет условное название. Для совместимости дампов и эмуляторов
мапперы пронумерованы, а заголовок iNes стал стандартом де-факто. Приведем список типов
мапперов (из документации на различные эмуляторы) с наиболее известными играми их
использующими.

21

Konami VRC4 2A

WaiWai World 2, Ganbare Goemon Gaiden 2

22

Konami VRC4 1B

Twinbee 3

23

Konami VRC4 2B

WaiWai World, Crisis Force

24

Konami VRC6

Akumajou Densetsu

25

Konami VRC4

Gradius 2, Bio Miracle

26

Konami VRC6 A0-A1 Swap

Esper Dream 2, Madara

32

IREM G-101

Image Fight 2, Perman

33

Taito TC0190/TC0350

Don Doko Don

34

NINA-001 and BNROM

Impossible Mission 2, Deadly Towers, Bug Honey

40

(bootleg)

Super Mario Bros. 2

41

Caltron 6-in-1

Caltron 6-in-1

42

(bootleg)

Mario Baby

44

Multi-cart(bootleg)

Super Hik 7 in 1 (MMC3)

45

Multi-cart(bootleg)

Super Hik X in 1 (MMC3)

46

Game Station

Rumble Station

47

Multi-cart(bootleg)

2 in 1 (MMC3)

48

Taito TC190V

Flintstones

49

Multi-cart(bootleg)

Super HiK 4 in 1 (MMC3)

50

(bootleg)

Super Mario Bros. 2

51

Multi-cart(bootleg)

11 in 1 Ball Games

52

Multi-cart(bootleg)

Super Hik 7 in 1 (MMC3)

57

Multi-cart(bootleg)

Game Star GK-54

58

Multi-cart(bootleg)

68-in-1 Game Star HKX5268

60

Multi-cart(bootleg)

4 in 1(Reset-selected)

61

Multi-cart(bootleg)

20 in 1

62

Multi-cart(bootleg)

Super 700 in 1

64

Tengen RAMBO 1

Klax, Rolling Thunder, Skull and Crossbones

65

IREM H-3001

Daiku no Gensan 2

66

GNROM

SMB/Duck Hunt

67

Sunsoft

Fantasy Zone 2

68

TENGEN

After Burner 2, Nantetta Baseball

69

Sunsoft FME-7

Batman: Return of the Joker, Hebereke

70

Bandai

Kamen Rider Club

71

Camerica

Fire Hawk, Linus Spacehead

72

Jaleco

Pinball Quest

73

Konami VRC3

Salamander

74

Taiwanese MMC3 CHR ROM w/ VRAM

Super Robot Wars 2

75

Jaleco SS8805/Konami VRC1

Tetsuwan Atom, King Kong 2

76

Namco 109

Megami Tensei

77

Irem VRAM (Four Screen)

Napoleon Senki

78

Irem 74HC161/32

Holy Diver

79

NINA-06/NINA-03

F15 City War, Krazy Kreatures, Tiles of Fate

80

Taito X-005

Minelvation Saga

82

Taito X1-17

Kyuukyoku Harikiri Stadium - Heisei Gannen Ban

83

Multi-cart(bootleg)

Dragon Ball Party

85

Konami VRC7

Lagrange Point

86

Jaleco JF-13

More Pro Baseball

87

Jaleco/Konami

Argus

88

Namco 118

Dragon Spirit

89

Sunsoft Early

Mito Koumon

90

Pirate MMC5-style

Aladdin, Super Mario World

91

HK-SF3

Mari Street Fighter 3 Turbo

92

Jaleco Early

MOERO Pro Soccer

93

UNROM-style

Fantasy Zone

94

UNROM-style

Senjou no Ookami

95

Namco MMC3-Style

Dragon Buster

96

Bandai

Oeka Kids

97

Irem – PRG HI

Kaiketsu Yanchamaru

99

VS System 8KB VROM Switch

VS SMB, VS Excite Bike

105

NES-EVENT

Nintendo World Championships

107

??

Magic Dragon

112

Asder

Sango Fighter, Hwang Di

113

MB-91

Deathbots

114

??

The Lion King

115

??

Yuu Yuu Hakusho Final

117

??

San Guo Zhi 4

118

MMC3-TLSROM/TKSROM Board

Ys 3, Goal! 2, NES Play Action Football

119

MMC3-TQROM Board

High Speed, Pin*Bot

140

Jaleco ??

Bio Senshi Dan

144

??

Death Race

151

Konami VS System Expansion

VS The Goonies, VS Gradius

152

??

Arkanoid 2, Saint Seiya Ougon Densetsu

153

Bandai ??

Famicom Jump 2

154

Namco ??

Devil Man

155

MMC1 w/o normal WRAM disable

The Money Game, Tatakae!! Rahmen Man

156

??

Buzz and Waldog

157

Bandai Datach ??

Datach DBZ, Datach SD Gundam Wars, **EEPROM NOT
SUPPORTED

158

RAMBO 1 Derivative

Alien Syndrome

180

??

Crazy Climber

182

??

Super Donkey Kong

184

??

Wing of Madoola, The

189

??

Thunder Warrior, Street Fighter 2 (Yoko)

193

Mega Soft

Fighting Hero

200

Multi-cart(bootleg)

1200-in-1

201

Multi-cart(bootleg)

21-in-1

202

Multi-cart(bootleg)

150 in 1

203

Multi-cart(bootleg)

35 in 1

206

DEIROM

Karnov

207

Taito ??

Fudou Myouou Den

208

??

Street Fighter IV (by Gouder)

209

??

Mortal Kombat 3 - Special 56 Peoples

210

Namco ??

Famista '92, Famista '93, Wagyan Land 2

225

Multi-cart(bootleg)

58-in-1/110-in-1/52 Games

226

Multi-cart(bootleg)

76-in-1

227

Multi-cart(bootleg)

1200-in-1

228

Action 52

Action 52, Cheetahmen 2

229

Multi-cart(bootleg)

31-in-1

230

Multi-cart(bootleg)

22 Games

231

Multi-cart(bootleg)

20-in-1

232

BIC-48

Quattro Arcade, Quattro Sports

234

Multi-cart ??

Maxi-15

235

Multi-cart(bootleg)

Golden Game 150 in 1

240

??

Gen Ke Le Zhuan, Shen Huo Le Zhuan

242

??

Wai Xing Zhan Shi

244

??

Decathalon

246

??

Fong Shen Ban

248

??

Bao Qing Tian

249

Waixing ??

??

250

??

Time Diver Avenger

255

Multi-cart(bootleg)

115 in 1

Документация на мапперы от разработчиков игр недоступна (оно и понятно). Зато есть
масса информации от разработчиков эмуляторов (но большинство в виде исходников - без
каких либо комментариев). К счастью есть еще и «неофициальная» документация - ясно дело в
лучшем случае на английском ... переводом заниматься пока желания нет, ссылки на
оригиналы документов в последней главе.

Приложение №4. Разъём картриджа.

Фронтальная сторона разъёма (вид сверху) – справа.
Тыльная – слева. Цвета на рисунке несут информацию о
том, к каким шинам подключается та или иная линия
разъема картриджа (см. легенду рис.1) Белым цветом
обозначены линии земли (GND) и питания (VCC=5В), а
также некоторые служебные сигналы, а именно

(направление сигналов In/Out разъема картриджа, по
отношению схемотехнике картриджа):

Линия #M2 (In) – выход сигнала опорной (тактовой)
частоты с процессора (1.78МГц – т.е. частота внешнего
тактового генератора /12, скважность 62.5%),
используемого схемотехникой всей приставки. В рамках
картриджа используется мапперами, в том числе для того,
чтобы определить момент нажатия клавиши «Reset» (для
переключения на другую игру и/или инициализации
состояния регистров маппера), а также для отсчета
временных интервалов и пр.

Линии SND In, SND Out – аналоговый выход с pAPU
(In) и вход (Out) на аудио выход (о как!) приставки. В 99
случаях из 100 эти контакты замыкаются перемычкой (на
картридже). Тем самым, коммутируя звук, формируемый
аудио сопроцессором, на выходной разъем приставки
(короче слышим то, что играет pAPU). Альтернатива –
картридж содержит свой звуковой процессор,
подключаемый к выходу приставки (SND Out). pAPU в этом
случае отключен – выход (SND In) «висит в воздухе» (или
может стоять программно-управляемый коммутатор), хотя
теоретически может использоваться и микшер. Некоторые
«китайские» приставки «зарубают» подобную фичность на
корню – перемычка стоит на плате приставки, или эти
контакты просто не выведены на разъём картриджа (выход pAPU с процессора скоммутированы
на выход приставки в обход разъема картриджа).

Далее опишем назначение сигналов (к которым, по-моему, требуются пояснения):

Линия #VRAM WE (In) используется лишь в случае использования CHR-RAM (ОЗУ) – в
качестве памяти под знакогенераторы. Иначе картридж просто его не использует.

Линии PA0-PA13 (In) подключены к шине адреса PPU (#PA13 – дополнительно через
инвертор). Но линия VRAM A10 (Out) !!! – подключена к адресной линии A10 микросхемы
VRAM (микросхемы ОЗУ экранных страниц, т.е. видеопамяти) на приставке. Управляет ей или
маппер, задавая тем самым способ отражения VRAM (горизонтальное/вертикальное), или
режим отражения может быть строго определенным - в этом случае на картридже запаиваются
перемычки (см. главу «Видеопроцессор Денди (PPU)»).

Линии #PA13 (In) и #VRAM CS (Out) замыкаются (в 99 случаях из 100) перемычкой.
При активном сигнале на линии #VRAM CS (0, т.е. #PA13=0 или PA13=1, а это адреса $2000­$3FFF адресного пространства PPU) возможна работа с VRAM(2k), установленной в приставке.
На картриджах с дополнительными 2k VRAM перемычки нет. #PA13 картридж не использует, а
линией #VRAM CS управляет контроллер страниц (маппер). При #VRAM CS = 1 – отключается
VRAM приставки и маппер должен «подставлять» в адресное пространство VRAM,
располагающуюся на картридже.

Приложение №5. Схемотехника.

Схемотехника Денди по большей степени классична для любой ЭВМ: содержит
микросхему процессора, видеопроцессора, оперативной памяти и прочей сопрягающей
"рассыпухи". В 80-х годах прошлого столетия консоли Famicom и их «клоны» изготавливались
именно в «многокорпусном варианте». Один из типовых вариантов принципиальной схемы
приведен ниже (при клике на картинку открывается полномасштабный вариант - чуть более
100кб.)

Схема 1.

Несмотря на то, что документ явно «китайского» происхождения, на нем «один-в-один»
изображена схема японского Famicom редакции HVC-CPU-07 (проверено). По-сему схему можно
использовать не только в целях ремонта и т.п. но и сконструировать по ней систему «с нуля».

Массовую популярность на российском рынке Денди приобрела в большей степени (чем
китайцам) благодаря компании "Стиплер", - которая, по всей видимости, имела "пиратские"
корни. Лично я очень сильно сомневаюсь в том, что Стиплер делала лицензионные отчисления
в пользу Nintendo. Потому что как тогда, для примера, объяснить само возникновение брэнда
"Денди"? - а имя оригинального разработчика, кстати, всеми усилиями скрывалось. Или,
например то, что в один прекрасный момент эта фирма (казалось бы так раскрученная)
внезапно исчезла? (Можете попробовать поискать на гугле ...) Ну да разговор не об том.
Внезависимости, занималась ли реально Стиплер работой над схемотехнической архитектурой
консолей, либо же просто заказывала OEM-партии клона Famicom под своим логотипом ­продукция была действительно высокого качества, не в сравнение морю явных "китайских"
подделок (скупаемых "там" за копейки и мешками завозимыми к нам). Наиболее известными

"ремэйками" консоли NES в исполнении Стиплер были модели "Dendy Junior" и "Dendy Classic"
отличались они лишь дизайном (ну и некоторыми малосущественными нюансами), хотя
"классик" стоила несколько дороже. Кстати именно дизайн Dendy Junior являлся точной копией
японского Famicom, а дизайн Dendy Classic повторял дизайн «китайских» клонов (или
наоборот?).

В месте с тем, за весь период своего производства "начинка" консолей (как стиплеровских
так и «китайских») претерпела определенные изменения (не заметные для рядового
пользователя, не отразившиеся на внешнем виде изделия и базовых функциях). Интеграция и
миниатюризация в электронном мире идет огромными шагами. Первые редакции консоли были
«многокорпусными» (см. схему выше) – это и все японские Famicom`ы, и первые Dendy от
Стиплера, и даже китайщина концов 80-х начала 90-х годов прошлого века. Но уже к середине

90-х годов купить новую «многокорпусную» Денди было почти не реально. Первая Денди
("Junior") которую я увидел изнутри (не моя – отдали на ремонт) уже была собрана в

соответствии с концепцией System-on-a-Chip (система на одном кристалле) - лишь микросхемы
памяти были "внешними" - сейчас есть в моей коллекции подобная система, но в исполнении
"Classic" (система PAL - на чипе 1818).

Пару слов (и картинок) о моей первой дендюшке ("Junior II"), той самой - купленной в
1995 году. Это последняя вариация консоли в исполнении "Junior" (внешний вид как у
Famicom, см. картинку в уголке) - абсолютно все компоненты системы находятся в едином чипе
(включая память). Фотографии обоих сторон платы приведены ниже (плата однослойная, с
лицевой стороны есть лишь отдельные проволочные перемычки).

Рисунок 1.

Ну а далее ... конечно же, я срисовал схему устройства (что не сложно, но весьма
кропотливо) - результат перед вами ниже (при клике на картинку открывается
полномасштабный вариант - около 400кб.)

Схема 2.

Устройство предельно простО. Микро-ЭВМ с необходимой аналоговой обвязкой плюс
разъемы - ничего лишнего. Когда зарисовывал схему, складывалось впечатление, что
распиновка чипа специально создавалась под конкретную топологию печатной платы, с целью
минимизации всех возможных переходов и соединений. Что лишний раз наталкивает на мысль

- микросхема UM6561 - есть изделие заказное (а не универсальное, массового производства). В
эту пользу говорит и факт отсутствия какой-либо технической документации на данную
микросхему, как у самого разработчика - UMC (кстати, достаточно крупного), так и во
всевозможных информационных базах. Интересен еще и другой вопрос - "под чей заказ"
делалась эта Микро-ЭВМ. Уж не сами ли Стиплер ее заказывали? ;-) С другой стороны ­маловероятным кажется и то, что такой крупный мировой производитель электронной базы как
UMC приняли заказ на изготовление "чипа" - клона консоли NES (разумеется, при полном
отсутствие у заказчика каких любо прав на эту консоль). Тогда под какое применение
(официально) был этот чип заказан? - и сколько у него "недокументированных" возможностей?
Ладно, оставим мистику в стороне ;-) Хотя о какой "документированности" можно говорить при
полном отсутствие какой бы то ни было документации ... Все что можно однозначно сказать о
Микро-ЭВМ UM6561 - так это то, что в приведенном на схеме включении она полностью
(нареканий вроде пока нет) эмулирует работу игровой консоли NES.

Уже в те годы китайцы жмотились на текстолит (хотя и использовали более
качественный, нежели в Денди), а также имели неуемную тягу к бескорпусным микросхемам
(«кляксам»). Почти любая китайская консоль заката эпохи Денди – вторая половина 90-х годов
века двадцатого, была сконструирована в виде однокристаллки подобной приведенной выше
Dendy Junior II, но в бескорпусном варианте.

Формат сигнала

CPU

PPU

Кварц

NTSC

Ricoh RP2A03 (G,E)

Ricoh RP2C02 (G,E)

21.47727 MHz

PAL

Ricoh RP2A07

Ricoh RP2C07

26.601712 MHz

NTSC

UMC UA6527

UMC UA6528

21.47727 MHz

PAL

UMC UA6527 (P)

UMC UA6538

26.601712 MHz

SECAM

UMC UM6557

UMC UM6558 + UM6559

21.312516 MHz

На картинке выше фотка центральной платы одной из китайских консолей, внезапно
приказавшей долго жить (в далеком 1995-ом) и после почти 20-летнего ожидания в закромах –
восстановленной и в настоящий момент вполне себе работоспособной ;-) Трабл был в
отказавшем кварце, под замену которого был специально приобретен десяток идентичных ;-)
Для удобства тестирования впаяны штыревые гребенки, поменяны резисторы, установлен
транзистор …

Расскажу еще о более интересном - о многокорпусных консолях. В 2014 году вновь
вспомнилась уже порядком подзабытая тематика о Денди и были куплены у япошек несколько
б/у Фамикомов (обзорные материалы о данных консолях размещены отдельно). Здесь же
коснемся архитектурной части. Логично, что Фамиком – т.е. NES, рассчитанная на японского
потребителя, формирует сигнал в формате NTSC, а радиочастотный модулятор настроен на
тамошюю частотную сетку (90 или 96 MHz). Формат формируемого видео-сигнала
определяется вариантом (экземпляром) видеопроцессора (PPU). Т.к. схемотехнически
различные варианты микросхем PPU идентичны, есть возможность заменить PPU (в случае
«многокорпусной» консоли) и тем самым изменить стандарт формируемого видео-сигнала. Так
например можно заPALить Фамиком … Вместе с процессором нужно будет поменять и «кварц»,
а в ряде случаев и сам процессор (CPU). Варианты «наборов», позволяющих реализовать
получение выходного сигнала того или иного формата представим в виде таблицы.

Приложение №6. История, Ссылки, Прочее.

В ру.нете достаточно много сайтов посвященных эмуляции, но там инфы по-существу
никакой (многие просто "передирают" общие фразы друг у друга), разве что эмуляторов и
дампов игрушек накачать можно … Но с годами ситуация все же чуть-чуть но меняется в
лучшую сторону ;-)

Ссыслки.

Общие материалы.

 NesDev Wiki – Онлайн сборник материалов и документации по NES (сейчас там много

всего разного, лет 10-15 назад, когда я писал этот труд - такого не было) [англ.];

 Коллекция документации – сборник документации по NES начала 2000-х (как правило

txt-формат), многое из которой легло в основу данного труда NES [англ.];

Видеопроцессор Денди (PPU) - нюансы использования и программирования.

 Устройство спецэффектов для игр под NES – Статья о принципах использования

возможностей PPU для практической реализации графических эффектов [рус.];

 Устройство спецэффектов для игр под NES (продолжение);
 Решение по замене PPU на FPGA ради получения сигнала в формате RGB – Заметка с

форума [англ.];

Звуковой сопроцессор Денди (pAPU) - нюансы использования и программирования.

 Sound Hardware;

Маппер и прочие компоненты картриджа.

 Сборник спецификаций мапперов;

Эмуляция Денди - околосистемные вопросы.

 Mesen – без преувеличения, лучший на сегодняшний день (2019г.) эмулятор NES с

потрясающе функциональным отладчиком и на удивление исчерпывающей (для
бесплатного продукта) документацией!

 Аппаратная эмуляция компонентов системы - Исходники;
 NES реализация на FPGA – Обзорный материал, как факт, без исходников и т.п.;

История.

Как создавался этот материал (в обратном хронологическом порядке):

июль – август 2016 года – Компиляция различных накопившихся корректировок и

дополнений, общестилистические правки по тексту (Главы 1, 3, 4);

ноябрь 2014 года – Корректировки в плане уточнения деталей по тексту, расширения

Приложения 5;

март 2008 года – Корректировки, добавление ссылок;

октябрь 2007 года - Переоформление и корректировка графического материала,

исправление мелких неточностей;

сентябрь 2007 года - Добавление схемы Dendy Junior, переработка Приложения 5;

июнь 2005 года - Добавление раздела о звуковом сопроцессоре pAPU - Глава 5, общая

корректировка докумета;

2003 год - Практическое изучение консоли, начальное создание всей этой документации

и т.п.

Удачи.

Продолжение и дополнения следуют …

© 2003-2016 MiGeRA

Текст и рисунки этого документа принадлежат автору (за исключением первой схемы из
приложения 5 – автор неизвестен).

Изменение и распространение документа в измененном виде запрещено.

В некоммерческих целях документ распространяется свободно.

Автор не несет ответственности за корректность информации, хотя прикладывал все
усилия, чтобы последняя была максимально точной, корректной и доступной для понимания
читателем.

Последняя редакция от 2019 года