Consoles de jogos truques de hardware

Muitos precisam lidar com interfaces de hardware antigas: por exemplo, esses são comandos hereditários nos modos operacionais do processador ou do equipamento. Os programadores podem argumentar que isso complica o desenvolvimento de software, é um problema de segurança e não é trivial, pois o software funciona pior no modo de compatibilidade. Os engenheiros rasgam os cabelos com a próxima menção da necessidade de adicionar suporte para equipamentos antigos. E eles podem ser entendidos.

Mas os computadores não são valiosos por suas características, mas pelo conjunto de software que eles podem executar. É por isso que em muitas situações é tão importante fornecer compatibilidade com os equipamentos da geração anterior - quer o desenvolvedor goste ou não. Mas, às vezes, a compatibilidade com versões anteriores assume formas bizarras. É difícil encontrar a palavra certa: sejam "muletas" ou decisões bem fundamentadas.

Os computadores pessoais modernos têm boa compatibilidade com versões anteriores. Os processadores da arquitetura x86-64 ainda têm suporte para o modo de 32 bits e programas de 32 bits. Se desejar, você pode instalar um sistema operacional de 32 bits há 14 anos ou mais em um computador adquirido hoje . Os aplicativos dos anos 90 podem funcionar sem pacotes de emulação adicionais diretamente no sistema operacional moderno. E com a emulação, você pode executar praticamente qualquer software.

Nos consoles de jogos, tudo é um pouco pior. O lançamento de uma nova geração de console significa que a compatibilidade com jogos antigos será completamente perdida. O jogo não começará, a menos que você cuide dele. O resultado é um dispositivo com uma coleção escassa de jogos na inicialização. Não faz sentido comprar, porque não há jogos para ele. E os desenvolvedores não vão querer fazer jogos, já que ninguém está comprando um console.

O fornecimento de compatibilidade com versões anteriores fica inteiramente sobre os ombros do desenvolvedor do console. O ecossistema fechado significa que ninguém mais o fará. Mas se você costuma se contentar com a emulação de software em um PC, o console tem a vantagem: você pode colocar tudo o que quiser nessa caixa de plástico - se é que vale a pena.

Super game boy

Em 1989, o sistema compacto Boy Game apareceu nas prateleiras das lojas. Era um console de jogo com as seguintes características: uma tela em preto e branco com 4 gradações de cinza sem luz de fundo, um processador Sharp LR35902 de 8 bits (variante Zilog Z80) com uma frequência de 4.194 MHz, 8 KB de RAM e 8 KB de memória de vídeo, som de 4 canais. Tudo isso foi alimentado por quatro pilhas AA "digitais". Mais tarde, versões aprimoradas desse console foram lançadas. Os jogos foram distribuídos em cartuchos especiais.

No início dos anos 90, chegou o console do Nintendo Entertainment System (NES). O novo console foi chamado de Super Nintendo Entertainment System (SNES). O console do jogo de 8 bits recebeu uma substituição na forma de 16 bits. O produto de consola de jogos da Nintendo de quarta geração pode ser caracterizado como uma versão significativamente melhorada do console de terceira geração: controladores semelhantes, jogos em cartuchos, mas hardware muito mais poderoso. No SNES, havia um processador Ricoh 5A22 de 16 bits operando a uma frequência de 3,58 MHz, 128 KB de RAM, 64 KB de memória de vídeo e 64 KB para som de 8 canais.

Esses eram dois produtos completamente diferentes: um console portátil e um console de videogame completo para a TV. A compra de um dos dispositivos não significava a capacidade de executar jogos para o outro. Mas havia um adaptador. Em 1994, Super Game Boy foi lançado. Era um adaptador que permitia jogar jogos de Game Boy no SNES. Parecia um cartucho SNES comum, no qual era necessário inserir um cartucho com um jogo para um Game Boy ou uma câmera Game Boy . Jogos compatíveis com versões anteriores também funcionavam para o Game Boy Color, mas apenas no modo monocromático.

O adaptador teve suas vantagens: Era possível brincar com a ilusão de cores escolhendo uma paleta no menu. Às vezes, as bordas especiais da tela criavam a sensação de usar uma máquina caça-níqueis. Em alguns jogos, você pode definir seus próprios limites de tela. O SNES é mais poderoso que o Game Boy original. Você pode pensar que esse adaptador é apenas a conexão entre o preenchimento do console doméstico e os caminhos de contato do cartucho de jogos para o console portátil. De fato, este cartucho continha quase todo o Game Boy - não havia tela. Dentro do cartucho do adaptador havia todo o recheio necessário. O SNES foi usado como uma camada entre o cartucho e a TV. O interior do cartucho . O processador e os chips de memória são visíveis.








A emulação não teve problemas: não havia oscilador de cristal no quadro. Para obter a frequência do processador Game Boy, a frequência do processador SNES foi dividida por cinco. Como resultado, o jogo acabou sendo ± 2,4% mais rápido : 4,295 MHz dessa frequência, em vez de 4,194.

Essa técnica não é o destino de tais adaptadores. Muitos consoles de jogos às vezes contêm um processador, acelerador de vídeo e / ou outras partes de um console da geração anterior para fornecer compatibilidade com versões anteriores quase completa. Mas, assim, eles não são adicionados com “lastro”: nos modos operacionais normais, os chips antigos desempenham funções auxiliares.

Playstation

O PlayStation original foi lançado em 1994. Era um console com um processador MIPS R3000A de 32 bits rodando a 33.8688 MHz, 2 MB de RAM e 1 MB de memória de vídeo. Pelos padrões modernos, as características do sistema são modestas. Um parente próximo do processador PlayStation está instalado em New Horizons, uma estação que sobrevoou Plutão recentemente e agora está enviando fotos. Muitas vezes, esse fato é mencionado no espírito de que o equipamento das sondas espaciais pode ser muito tardio em relação ao progresso dos eletrônicos de consumo. O leitor precisa balançar a cabeça, refletindo sobre a fraqueza do recheio da New Horizons. No entanto, este chip está presente em todo o PlayStation 2. E a venda oficial desse console terminou apenas três anos atrás - em janeiro de 2013.



No PS2 original “gorduroso”, além do material poderoso para a época, há um chip de áudio do PlayStation, 2 MB de RAM e um processador PS1, que atua como um controlador de entrada e saída. No modo de emulação de jogos do console da geração anterior, esse chip MIPS antigo é usado. Apenas reduz a frequência operacional para 33.8688 MHz (a frequência nativa do PS1) dos 37,5 habituais. Os já mencionados 2 MB especiais de RAM estão envolvidos. A semelhança da arquitetura do acelerador gráfico PS2 - pode ser descrita como oito blocos do chip de vídeo PS1 - permite que você execute jogos antigos nele.

A versão Slimline também contém um chip antigo. Dependendo da revisão da placa-mãe, 2 MB de RAM PS1 ou mesmo vestígios de IDEs podem ou não estar presentes. Mas o processador antigo aqui desempenha exclusivamente sua função principal como controlador de E / S periférica. Aqui, para executar jogos PS1, a emulação de software é realizada no processador PS2. Emula os cálculos do processador PS1, do Geometry Transformation Engine, do decodificador de movimento e da SPU de áudio. Um aumento na frequência do processador de 294.912 MHz para 299 ajudou a isso, mesmo que afetasse a dissipação de calor do sistema, que já era complicada pela fraca ventilação do modelo reduzido.

A exclusão de peças individuais pode economizar nos custos do console. A remoção do chip de áudio SPU do PS1 na versão fina do PS2, a mudança para emulação de software e outras diferenças afetaram a compatibilidade com versões anteriores. É fácil rastrear as listas de jogos incompatíveis , como seu número aumentou com a transição para a emulação de software. O sistema de áudio do PlayStation 2 era representado por dois chips SPU1 e SPU2, o segundo dos quais era um chip PS1. Alguns jogos do PS2 contavam com ele, mas o removeram. O resultado foi uma situação interessante: a revisão simples do PlayStation 2 não pode jogar alguns de seus jogos nativos.

2006, a Sony faz uma atualização importante para seu console. Você precisa fazer isso com pressa: no final de 2005, o Xbox 360, principal concorrente da Microsoft, já estava à venda. Portanto, para garantir a compatibilidade com versões anteriores, é necessário recorrer ao truque já conhecido. Com o tempo, também houve uma transição para a emulação de software. Mas os primeiros modelos do PS3 incluíam o processador original e o acelerador de gráficos do PlayStation 2. Para fazer isso, eles foram combinados em um único chip. Por isso, foi possível rodar praticamente qualquer disco PS2, já que o jogo literalmente rodava no equipamento original. A emulação do PlayStation 1 sempre foi um software.


A placa-mãe de um dos originais PlayStation 3. No lado esquerdo, há um microcircuito que contém um chip de vídeo e um processador PlayStation 2. A

compatibilidade com versões anteriores do PS2 só piorou com o lançamento de novas revisões. O processador Emotion Engine do PS2 original foi removido, substituído pela emulação de software. Como resultado, a versão de 80 gigabytes perdeu a compatibilidade com muitos jogos. As versões posteriores do PlayStation 3 não conseguem reproduzir discos PS2. Tudo o que restava era a capacidade de baixar jogos da loja online da PlayStation Store e executá-los em emulação de software no processador principal do PlayStation 3. O PlayStation 4

lançado em 2013 não tinha compatibilidade de hardware com nenhum dos consoles anteriores no lançamento. Agora online você pode oficialmentecomprar alguns jogos de consoles das gerações anteriores, mas os próprios discos não funcionarão. Além disso, o drive PS4 nem sabe tocar CDs - apenas DVD e Blu-ray.

Nintendo

Em 2001, o console portátil de jogos Game Boy Advance foi lançado. Uma tela colorida com uma resolução de 240 × 160 pixels exibia os gráficos dos jogos executados em um processador ARM7TDMI de 16 MHz e 32 bits. O foco do Game Boy original era o Sharp LR35902, baseado no Zilog Z80. Ele trabalhou com uma frequência de 4 (Game Boy) ou 8 MHz (Game Boy Color). Para reproduzir o cartucho Game Boy ou Game Boy Color no console, o coprocessador Z80 foi instalado no Advance. Sua principal tarefa era gerar som. Essa configuração permaneceu no Game Boy Advance SP, mas no Game Boy Micro a compatibilidade com versões anteriores desapareceu. O Z80 e alguns outros elementos dos sistemas antigos permaneceram no Micro, porque eram necessários para o trabalho.

No mesmo 2001, a Nintendo lançou a venda do GameCube. Como o SNES, o console do jogo não era inicialmente compatível com nenhum dos produtos anteriores. Assim como no SNES, a capacidade de jogar nos consoles de jogos portáteis Game Boy foi alcançada usando um adaptador. E esse adaptador, novamente, não era exatamente um adaptador, mas um conjunto completo do hardware necessário.



O GameCube possui uma porta paralela à qual o adaptador Game Boy Player se conecta. O último parecia um suporte rechonchudo no qual o GameCube foi colocado. Cartuchos para Game Boy, Game Boy Color e Game Boy Advance foram inseridos neste estande. Dentro continha o recheio de Game Boy e Game Boy Advance. Se você inserir o adaptador no GameCube, obterá um verdadeiro monstro Frankenstein. O dispositivo do jogo conterá processadores de três arquiteturas diferentes ao mesmo tempo: PowerPC (processador nativo do GameCube), um chip ARM da Game Boy Advance e a versão Zilog Z80 do Game Boy original.

O trabalho alcançou boa compatibilidade não apenas com os jogos, mas também com um grande número de dispositivos para o Game Boy, embora alguns deles tenham sido desativados intencionalmente. Os cartuchos de vídeo Game Boy Advance foram lançados para o Game Boy Advance. Como o nome indica, o conteúdo do vídeo foi gravado neles. Eles não funcionaram no Game Boy Player, para que o usuário não pudesse escrever conteúdo da saída do GameCube em nenhum player de vídeo.

O seguidor do GameCube é o console Wii. Seu preenchimento pode ser caracterizado como um GameCube significativamente aprimorado. Portanto, para emular o console de jogos da geração anterior, várias ações ocorrem dentro do dispositivo. A frequência do processador é reduzida , alguns componentes estão desativados.

A partida é tão alta queaqui e ali, nas passagens esportivas do GameCube , são aceitas demos gravadas no Wii no modo de emulação. Mas afetado pela falta de algumas portas e dispositivos. O Game Boy Player acima mencionado é incompatível devido à falta da porta necessária. Alguns jogos ainda são incompatíveis. Nas versões posteriores do Wii, a capacidade de executar jogos do GameCube desapareceu. O sucessor do Wii - o console do jogo Wii U - não sabe reproduzir discos GameCube, apenas aceita discos próprios e Wii. Para garantir o trabalho dos jogos deste último, o antigo chip de vídeo Wii teve que ser incluído no novo console.

O console de videogame portátil Nintendo DS lançado em 2004 instalou dois processadores ARM. Um mais poderoso executou as tarefas de calcular jogos e seus gráficos, e o segundo mais fraco ajudou na saída do som e no trabalho do Wi-Fi. O esquema já descrito acima funcionou aqui: o último poderia assumir o papel do processador Game Boy Advance original. Não havia a opção Zilog Z80, motivo pelo qual não foi possível reproduzir os cartuchos Game Boy e Game Boy Color. No Nintendo DSi, a compatibilidade com versões anteriores desapareceu.

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Com exceção do Wii U, os consoles modernos da oitava geração são computadores chatos medíocres com processadores x86 e aceleradores de vídeo da AMD. Não há compatibilidade de hardware com os consoles anteriores. Processadores adicionais para o cálculo de gráficos 3D em cartuchos de jogos, chips de várias arquiteturas completamente incompatíveis e outras soluções técnicas ousadas e ousadas são coisa do passado. Talvez tudo isso se deva ao fato de que hoje os jogos são cada vez mais baixados e não comprados offline.

Xbox One, programaticamente ensinado a lançar alguns jogos do Xbox 360, o PlayStation 4 também usaemulação de software. A seção Console virtual da loja digital da Nintendo permite ordenhar memórias nostálgicas dos proprietários do Wii U. Mas você não toca no programa, e o número de jogos portados nem sempre é satisfatório. Por toda a sua beleza oculta, a emulação de software não é tão visual e empolgante quanto a emulação de hardware. Obviamente, colocar metade do console da geração anterior em um novo produto é caro. Mas isso pode fornecer um alto nível de compatibilidade com versões anteriores, quando quase todos os pequenos truques e truques funcionam.

Source: https://habr.com/ru/post/pt388685/