В то время как мы с вами довольствовались игрой, где волк ловит яица, на аккуратно склонированной приставке компании Nintendo Game&Watch, японцы уже шагали семимильными шагами, и в далёком 1989 году на свет появилась портативная игровая консоль нового поколения Game Boy. В отличие от России и стран СНГ, где она была непопулярна из-за своей дороговизны (и, видимо, проблемы её клонирования пиратами), а вот в США, Японии, Англии и других странах она была сверхпопулярна. Игровых приставок Game Boy и Game Boy Color было продано порядка 118 миллионов штук! А хорошо знакомая нам игра Тетрис была продана для данной консоли тиражом 30 миллионов картриджей! Для сравнения, копий игры Battlefield 3 было продано околj 15 миллионов штук. Что же послужило такой колоссальной популярностью Game Boy? Всё очень просто. Nintendo не стала делать самую технологически продвинутую платформу, наоборот, ставка была сделана на доступность и простоту. И простота в ней была не только для пользователей, но и для разработчиков. В основе устройства лежал упрощённый и доработанный процессор Zilog Z80, имелись 2 модуля памяти по 64Кбита и… и всё. На плате Game Boy можно насчитать ровно 4 микросхемы и никаких элементов с поверхностным монтажом. Если вам интересно, что же из себя представляет внутреннее устройство Game Boy Original, вам прямая дорога под кат.
Начнём с сухих технических характеристик.
Центральный процессор:
DMG-CPU B (упрощенный Z80)
Разрядность шины данных 8 бит
Разрядность шины адреса 16 бит
Тактовая частота 4,19 МГц
Максимальная потребляемая мощность 0.7W
Видеопроцессор:
Адресное пространство 8 Кб
Разрядность шины данных 8 бит
Размер экрана 160x144 (4 градациии)
Память
ОЗУ 8 Кб
Видеопамять 8 Кб
ПЗУ 256 байт
Ну а теперь, чтобы долго вас не томить, приступим к небольшому внешнему обзору, а затем и разборке устройства. И так, на передней панели у нас: крестовина, 4 кнопки, экран и индикатор заряда. Последний устроен на взгляд нынешнего обывателя немного необычно. Чем тусклее горит, тем ниже заряд батарей. GB перестаёт работает примерно тогда когда он уже практически не горит. Такая схема позволила избавиться от отдельной микросхемы контроля заряда.
Сзади ничего особо интересного. Крышка батарейного отсека, в котором скрываются 4хАА батарейки. Их заряда хватает на 10-15 часов игры. Чуть выше находится информация о производители. Если присмотреться в отверстие, то на плате тоже видно логотип компании.
Снизу, находится стандартный 3.5мм разъём для наушников. И тут кроется ещё один из факторов успеха Game Boy. Звук консоль выдаёт режиме стерео и очень хорошего качества. Также имеется не очень громкий, зато не хрипящий динамик.
Слева находится регулятор контраста и вход для внешнего питания (6 Вольт). Справа регулятор громкости и последовательный линк-порт. Линк-порт позволял соединять до 4 приставок вместе и играть в любимые игры в кооперативе. Также к нему подключались разнообразные устройства разработанные для Game Boy. Например, черно-белый принтер позволяющий печатать скриншоты экрана.
Приступим к разборке? Конечно! Для этого нам понадобится отвёртка с тремя зубцами. Крестовая не подойдёт. Такие винты компания применяет и по сей день.
Раскрываем корпус и нашему взору открываются две платы. Сразу бросаются в глаза большие конденсаторы и резисторы. Как я и говорил, никакого поверхностного монтажа. На плате сбоку находится трансформатор. Да, именно трансформатор, на 18 Вольт, он нужен для работы дисплея.
Отвинчиваем плату с LCD дисплеем от корпуса.
Меня поразило крепление шлейфа. Он плотно прижат металлической скобой к плате и в добавок привинчен винтами к рамке дисплея. Всё сделано на совесть.
Отвинчиваем вторую плату. На ней находится сам процессор, модули памяти, звуковой усилитель и обвязка.
Всего в Game Boy можно насчитать 6 микросхем! Из них 4 мы видим на фото выше, ещё две находятся на шлейфе LCD дисплея. Сердцем консоли является процессор DMG-CPU B. Как я и говорил, это упрощенная версия Zilog Z80, отличающийся от оригинала сокращенным набором команд и меньшим числом внутренних регистров. На кристалле так же находится видеопроцессор и звуковой процессор. Для CPU и GPU доступно по 8 Кб ОЗУ. Модули памяти подписаны на плате «64K S-RAM». Левее расположен звуковой усилитель «AMP».
Теперь давайте взглянем на устройство картриджей.
Максимальный объём ПЗУ в картридже мог составлять 1,5 Мб (96 банков по 16Кб) и 128 Кб ОЗУ (16 банков по 2 Кб) На первой фото мы видим модуль DMB представляющий собой программируемый дешифратор адреса, его наличие на плате обязательно если объём ПЗУ картриджа превышает 32Кб. Это обусловлено невозможностью CPU адресовать более 64Кб данных. На второй фото плата содержит RAM модуль с батареей, позволяющий сохранять данные. Его адресация так же происходит посредством DMB.
А теперь вопрос. Зачем Game Boy ПЗУ объёмом в 256 байт? В нём содержалась начальная программа запуска, та самая анимация с падающим логотипом Nintendo и всего две ноты звука в конце. Сама надпись Nindendo считывалась при запуске из ПЗУ картриджа и если картридж «не читался» при запуске можно увидеть артефакты или просто черный квадрат. И уже на первых секундах понять, что на до бы подуть. Интересно, что буква r считывалась из ПЗУ как и те самые 2 нотки. При включении Game Boy без картриджа можно увидеть падающий прямоугольник с буквой r в конце и услышать две ноту при приземлении, больше ничего происходить не будет.
На этом я и закончу своё небольшое описание консоли Game Boy Original. Ну а если вам стало интересно углубиться в дебри схемотехники и примеров кода на asm, рекомендую ознакомится с серией статей вот тут. Не сочтите за рекламу, но более подробного русскоязычного описания, я не нашел.
Спасибо за внимание! Надеюсь, было интересно.
Автор: PlazmX
