Astuces matérielles pour consoles de jeu

Beaucoup doivent faire face à d'anciennes interfaces matérielles: par exemple, ce sont des commandes héréditaires dans les modes de fonctionnement du processeur ou de l'équipement. Les programmeurs peuvent faire valoir que cela complique le développement de logiciels, est un problème de sécurité et n'est pas anodin, car les logiciels fonctionnent moins bien en mode de compatibilité. Les ingénieurs se déchirent les cheveux à la prochaine mention de la nécessité d'ajouter un support pour les anciens équipements. Et ils peuvent être compris.

Mais les ordinateurs ne sont pas précieux pour leurs caractéristiques, mais pour l'ensemble de logiciels qu'ils peuvent exécuter. C'est pourquoi, dans de nombreuses situations, il est si important de fournir une compatibilité descendante avec les équipements de la génération précédente - que le développeur le veuille ou non. Mais parfois, la rétrocompatibilité prend des formes bizarres. Il est difficile de trouver le bon mot: qu’il s’agisse de «béquilles» ou de décisions fondées.

Les ordinateurs personnels modernes ont une bonne compatibilité descendante. Les processeurs d'architecture x86-64 prennent toujours en charge le mode 32 bits et les programmes 32 bits. Si vous le souhaitez, vous pouvez installer un système d'exploitation 32 bits il y a 14 ans ou même plus sur un ordinateur acheté aujourd'hui . Les applications des années 90 peuvent fonctionner sans packages d'émulation supplémentaires directement dans le système d'exploitation moderne. Et avec l'émulation, vous pouvez exécuter presque tous les logiciels.

Sur les consoles de jeux, tout est un peu pire. La sortie d'une nouvelle génération de console signifie que la compatibilité avec les anciens jeux sera complètement perdue. Le jeu ne démarre que si vous vous en occupez. Le résultat est un appareil avec une maigre collection de jeux au démarrage. Cela n'a aucun sens d'acheter, car il n'y a pas de jeux pour lui. Et les développeurs ne voudront pas créer de jeux, car personne n'achète de console.

La compatibilité descendante incombe entièrement au développeur de la console. L'écosystème fermé signifie que personne d'autre ne le fera. Mais si vous devez le plus souvent vous contenter d'une émulation logicielle sur un PC, la console a l'avantage: vous pouvez fourrer tout ce que vous voulez dans cette boîte en plastique - juste pour la rendre payante.

Super game boy

En 1989, le système compact Boy Game est apparu dans les rayons des magasins. C'était une console de jeu, qui avait les caractéristiques suivantes: un écran noir et blanc avec 4 dégradés de gris sans rétro-éclairage, un processeur Sharp LR35902 8 bits (variante Zilog Z80) avec une fréquence de 4,194 MHz, 8 Ko de RAM et 8 Ko de mémoire vidéo, un son à 4 canaux. Tout cela était alimenté par quatre piles AA «à doigts». Plus tard, des versions améliorées de cette console ont été publiées. Les jeux ont été distribués sur des cartouches spéciales.

Au début des années 90, la console de jeu Nintendo Entertainment System (NES) est arrivée. La nouvelle console s'appelait Super Nintendo Entertainment System (SNES). La console de jeu 8 bits a reçu un remplacement sous la forme de 16 bits. Le produit Nintendo de quatrième génération de consoles de jeux peut être caractérisé comme une version considérablement améliorée de la console de troisième génération: des contrôleurs similaires, des jeux sur cartouches, mais un matériel beaucoup plus puissant. Dans SNES, il y avait un processeur Ricoh 5A22 16 bits fonctionnant à une fréquence de 3,58 MHz, 128 Ko de RAM, 64 Ko de mémoire vidéo, 64 Ko pour le son à 8 canaux.

Il s'agissait de deux produits complètement différents: une console portable et une console de jeu à part entière pour le téléviseur. L'achat de l'un des appareils ne signifiait pas la possibilité d'exécuter des jeux pour l'autre. Mais il y avait un adaptateur. En 1994, Super Game Boy est sorti. C'était un adaptateur qui vous permettait de jouer à des jeux Game Boy sur SNES. Cela ressemblait à une cartouche SNES ordinaire, dans laquelle vous deviez insérer une cartouche avec un jeu pour Game Boy ou une caméra Game Boy . Les jeux rétrocompatibles ont également fonctionné pour Game Boy Color, mais uniquement en mode monochrome.

L'adaptateur avait ses avantages: Il était possible de jouer avec l'illusion de la couleur en choisissant une palette dans le menu. Parfois, les bordures spéciales de l'écran donnaient l'impression d'utiliser une machine à sous. Dans certains jeux, vous pouvez définir vos propres limites d'écran. SNES est plus puissant que le Game Boy d'origine. Vous pourriez penser que cet adaptateur est juste la connexion entre le rembourrage de la console domestique et les chemins de contact de la cartouche de jeu pour la console portable. En fait, cette cartouche contenait presque tout le Game Boy - il n'y avait pas d'écran. À l'intérieur de la cartouche d'adaptateur se trouvait tout le rembourrage nécessaire. SNES a été utilisé comme couche entre la cartouche et le téléviseur. L'intérieur de la cartouche . Le processeur et les puces mémoire sont visibles.








L'émulation n'était pas sans problème: il n'y avait pas d'oscillateur à cristal sur la carte. Pour obtenir la fréquence du processeur Game Boy, la fréquence du processeur SNES a été divisée par cinq. En conséquence, le jeu s'est avéré ≈2,4% plus rapide : 4,295 MHz d'une telle fréquence au lieu de 4,194.

Cette technique n'est pas le destin de tels adaptateurs. De nombreuses consoles de jeux contiennent parfois un processeur, un accélérateur vidéo et / ou d'autres parties d'une console de génération précédente pour fournir une compatibilité descendante presque complète. Mais juste comme ça, ils ne sont pas ajoutés avec du «ballast»: dans les modes de fonctionnement normaux, les vieilles puces remplissent des rôles auxiliaires.

Playstation

La PlayStation originale est sortie en 1994. Il s'agissait d'une console avec un processeur MIPS R3000A 32 bits fonctionnant à 33,8688 MHz, 2 Mo de RAM et 1 Mo de mémoire vidéo. Selon les normes modernes, les caractéristiques du système sont modestes. Un proche parent du processeur PlayStation est installé à New Horizons, une station qui a récemment survolé Pluton et envoie maintenant des images. Souvent, ce fait est mentionné dans l'esprit que l'équipement des sondes spatiales peut être très tardif en ce qui concerne les progrès de l'électronique grand public. Le lecteur doit secouer la tête, réfléchissant à la faiblesse du remplissage New Horizons. Néanmoins, cette puce est présente sur toutes les PlayStation 2. Et la vente officielle de cette console a pris fin il y a seulement trois ans - en janvier 2013.



Dans la PS2 «grasse» d'origine, en plus de la farce puissante pour l'époque, il y a une puce audio de la PlayStation, 2 Mo de RAM et un processeur PS1, qui agit comme un contrôleur d'entrée-sortie. Dans le mode d'émulation de jeu de la console de génération précédente, cette ancienne puce MIPS est utilisée. Il réduit uniquement la fréquence de fonctionnement à 33,8688 MHz (la fréquence native pour PS1) par rapport à 37,5. Les 2 Mo de RAM spéciaux déjà mentionnés sont impliqués. La similitude de l'architecture de l'accélérateur graphique PS2 - il peut être décrit comme huit blocs de la puce vidéo PS1 - vous permet d'exécuter d'anciens jeux dessus.

La version Slimline contient également une ancienne puce. Selon la révision de la carte mère, 2 Mo de RAM PS1 ou même des traces d'IDE peuvent ou non être présentes. Mais l'ancien processeur joue ici exclusivement son rôle principal de contrôleur d'E / S périphérique. Ici, pour exécuter des jeux PS1, une émulation logicielle est effectuée sur le processeur PS2. Il émule les calculs du processeur PS1, du moteur de transformation géométrique, du décodeur Motion Decoder et du SPU audio. Une augmentation de la fréquence du processeur de 294,912 MHz à 299 a aidé cela, même si elle a affecté la dissipation thermique du système, qui était déjà compliquée par une faible ventilation du modèle réduit.

L'exclusion de pièces individuelles peut permettre d'économiser sur les coûts de la console. La suppression de la puce audio SPU de la PS1 dans la version mince PS2, le passage à l'émulation logicielle et d'autres différences ont affecté la compatibilité descendante. Il est facile de suivre les listes de jeux incompatibles , comment leur nombre a augmenté avec la transition vers l'émulation logicielle. Le système audio PlayStation 2 était représenté par deux puces SPU1 et SPU2, dont la seconde était une puce PS1. Certains jeux PS2 comptaient sur lui, mais ils l'ont retiré. Le résultat a été une situation intéressante: la révision mince de la PlayStation 2 ne peut pas jouer à certains de ses jeux natifs.

2006, Sony fait une mise à jour importante de sa console. Il faut le faire en toute hâte: fin 2005, la Xbox 360, principal concurrent de Microsoft, était déjà en vente. Par conséquent, pour garantir la compatibilité descendante, vous devez recourir à l'astuce déjà connue. Au fil du temps, il y a également eu une transition vers l'émulation logicielle. Mais les premiers modèles PS3 comprenaient le processeur d'origine et l'accélérateur graphique PlayStation 2. Pour ce faire, ils ont été combinés en une seule puce. Il était donc possible d'exécuter presque tous les disques PS2, car le jeu fonctionnait littéralement sur l'équipement d'origine. L'émulation PlayStation 1 a toujours été un logiciel.


La carte mère de l'une des PlayStation 3 d'origine. Sur le côté gauche se trouve un microcircuit qui contient une puce vidéo et un processeur PlayStation 2.

La rétrocompatibilité avec la PS2 n'a fait qu'empirer avec la publication de nouvelles révisions. Le processeur Emotion Engine de la PS2 d'origine a été supprimé, remplacé par une émulation logicielle. En conséquence, la version 80 gigaoctets a perdu la compatibilité avec de nombreux jeux. Les versions ultérieures de la PlayStation 3 ne peuvent pas du tout lire les disques PS2. Il ne restait plus que la possibilité de télécharger des jeux sur la boutique en ligne du PlayStation Store et de les exécuter en émulation logicielle sur le processeur principal de la PlayStation 3. La PlayStation 4

sortie en 2013 n'avait aucune compatibilité matérielle avec aucune des consoles précédentes au lancement. Maintenant en ligne, vous pouvez officiellementpour acheter des jeux de consoles des générations précédentes, mais les disques eux-mêmes ne fonctionneront pas. De plus, le lecteur PS4 ne sait même pas lire les CD - uniquement les DVD et Blu-ray.

Nintendo

En 2001, la console de jeu portable Game Boy Advance est sortie. Un écran couleur d'une résolution de 240 × 160 pixels affiche les graphiques des jeux exécutés sur un processeur ARM7TDMI 32 bits 16 MHz MHz. Le Game Boy d'origine était le Sharp LR35902, basé sur le Zilog Z80. Il a travaillé à une fréquence de 4 (Game Boy) ou 8 MHz (Game Boy Color). Afin de jouer la cartouche Game Boy ou Game Boy Color sur la console, le coprocesseur Z80 a été installé dans Advance. Sa tâche principale était de générer du son. Cette configuration est restée dans le Game Boy Advance SP, mais dans la rétrocompatibilité du Game Boy Micro a disparu. Le Z80 et certains autres éléments des anciens systèmes sont restés dans Micro, car ils étaient nécessaires pour le travail.

Dans le même 2001, Nintendo a lancé la vente de GameCube. Comme SNES, la console de jeu n'était initialement pas rétrocompatible avec aucun des produits précédents. Comme pour SNES, la possibilité de jouer à des jeux sur des consoles de jeu portables Game Boy a été obtenue à l'aide d'un adaptateur. Et cet adaptateur, encore une fois, n'était pas tout à fait un adaptateur, mais un ensemble complet du matériel nécessaire.



Le GameCube possède un port parallèle auquel l'adaptateur Game Boy Player se connecte. Ce dernier ressemblait à un support dodu sur lequel le GameCube était placé. Des cartouches pour Game Boy, Game Boy Color et Game Boy Advance ont été insérées dans ce support. À l'intérieur contenait le remplissage de Game Boy et Game Boy Advance. Si vous insérez l'adaptateur dans le GameCube, vous obtenez un vrai monstre Frankenstein. L'appareil de jeu contiendra des processeurs de trois architectures différentes à la fois: PowerPC (processeur GameCube natif), une puce ARM de Game Boy Advance et la version Zilog Z80 du Game Boy original.

Le travail a atteint une bonne compatibilité non seulement avec les jeux, mais aussi avec un grand nombre d'appareils pour Game Boy, bien que certains d'entre eux aient été désactivés intentionnellement. Des cartouches vidéo Game Boy Advance ont été lancées pour Game Boy Advance. Comme son nom l'indique, le contenu vidéo a été enregistré sur eux. Ils ne fonctionnaient pas dans Game Boy Player afin que l'utilisateur ne puisse pas simplement écrire du contenu de la sortie du GameCube sur n'importe quel lecteur vidéo.

Le suiveur du GameCube est la console Wii. Son remplissage peut être caractérisé comme un GameCube considérablement amélioré. Par conséquent, pour émuler la console de jeu de la génération précédente, un certain nombre d'actions ont lieu à l'intérieur de l'appareil. La fréquence du processeur est réduite , certains composants sont désactivés.

Le match est si élevé queici et là, dans les passages sportifs GameCube , les démos enregistrées sur Wii en mode émulation sont acceptées . Mais affecté par le manque de certains ports et appareils. Le Game Boy Player mentionné ci-dessus est incompatible en raison de l'absence du port requis. Certains jeux sont toujours incompatibles. Dans les versions ultérieures de Wii, la possibilité d'exécuter des jeux GameCube a disparu. Le successeur Wii - la console de jeu Wii U - ne sait pas lire les disques GameCube, il n'accepte que les disques propres et Wii. Pour assurer le travail des jeux de ce dernier, l'ancienne puce vidéo Wii devait être incluse dans la nouvelle console.

La console de jeu portable Nintendo DS sortie en 2004 a installé deux processeurs ARM. Un plus puissant a effectué les tâches de calcul des jeux et de leurs graphiques, et le second plus faible a aidé à la sortie du son et au travail du Wi-Fi. Le schéma déjà décrit ci-dessus a fonctionné ici: ce dernier pourrait jouer le rôle du processeur Game Boy Advance d'origine. Il n'y avait pas d'option Zilog Z80, c'est pourquoi il n'était pas possible de jouer aux cartouches Game Boy et Game Boy Color. Sur Nintendo DSi, la compatibilité descendante a disparu.

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À l'exception de la Wii U, les consoles modernes de huitième génération sont des ordinateurs ennuyeux médiocres avec des processeurs x86 et des accélérateurs vidéo AMD. Il n'y a pas de compatibilité matérielle avec les consoles précédentes. Des processeurs supplémentaires pour le calcul de graphiques 3D sur des cartouches de jeu, des puces de plusieurs architectures totalement incompatibles et d'autres solutions techniques audacieuses et audacieuses appartiennent au passé. Peut-être que tout cela est dû au fait qu'aujourd'hui les jeux sont de plus en plus téléchargés et non achetés hors ligne.

Xbox One a appris par programme à lancer certains jeux Xbox 360, PlayStation 4 utilise égalementémulation logicielle. La section Console virtuelle de la boutique numérique Nintendo vous permet de vous remémorer des souvenirs nostalgiques des propriétaires de Wii U. Mais vous ne toucherez pas au programme, et le nombre de jeux portés ne satisfait pas toujours. Malgré toute sa beauté cachée, l'émulation logicielle n'est pas aussi visuelle et excitante que l'émulation matérielle. Bien sûr, pousser la moitié de la console de la génération précédente dans un nouveau produit coûte cher. Mais cela peut fournir un niveau élevé de compatibilité descendante lorsque presque tous les petits hacks et astuces fonctionnent.

Source: https://habr.com/ru/post/fr388685/