🌦️ 👒 ⚗️ एसएनईएस पूर्णता से कुछ ही पिक्सेल दूर एमुलेटर 🌦️ 🔢 ✌🏻

हम एक एमुलेटर बनाने के इतने करीब हैं जो वास्तविक हार्डवेयर और एसएनईएस सॉफ्टवेयर के सभी कार्यों को पूरी तरह से फिर से बना सकता है।

पिछले 15 वर्षों में, bsnes एमुलेटर के लिए एक कोडर के रूप में , मैंने सुपर निंटेंडो अनुकरण को सही करने की कोशिश की, लेकिन अब हमें अंतिम समस्या का सामना करना पड़ रहा है: SNES वीडियो प्रोसेसर के घड़ी चक्र का सटीक समय। अनुकरण सटीकता के इस अंतिम चरण तक पहुंचने के लिए, पूरे समुदाय की मदद की आवश्यकता होती है, और मुझे आपके समर्थन की उम्मीद है। लेकिन पहले, मैं आपको बताऊंगा कि हमने पहले ही क्या हासिल कर लिया है।

वर्तमान स्थिति

आज, SNES अनुकरण के साथ स्थिति बहुत अच्छी है। असामान्य परिधीयों के अलावा, जो अनुकरण का विरोध करते हैं (उदाहरण के लिए, एक लाइट सेंसर वाला एक गोल्फ क्लब , एक साइकिल सिम्युलेटर और एक डायल-अप मॉडेम, जापान में घुड़दौड़ सट्टेबाजी के लिए जापान में उपयोग किया जाता है ), सभी आधिकारिक तौर पर लाइसेंस प्राप्त एसएनईएस खेल पूरी तरह से खेलने योग्य हैं, और किसी भी खेल में स्पष्ट समस्याएं नहीं हैं।

SNES इम्यूलेशन इतना सटीक हो गया कि मुझे एमुलेटर को भी दो संस्करणों में विभाजित करना पड़ा: higan , जो हार्डवेयर प्रलेखन के साथ पूर्ण सटीकता और स्थिरता के लिए प्रयास करता है , और bsnes , जो गति, व्यापक क्षमताओं और उपयोग में आसानी के लिए प्रयास करता है।

हाल ही में, SNES अनुकरण के क्षेत्र में, कई दिलचस्प उपलब्धियाँ प्राप्त हुई हैं, जिनमें शामिल हैं:

… और भी बहुत कुछ!

तो, यह किया जाता है? क्या सभी ने अच्छी तरह से काम किया, अलविदा, और मछली के लिए धन्यवाद? खैर, काफी नहीं।

आज, हमने लगभग सभी SNES घटकों के बीट स्तर पर सटीकता हासिल कर ली है। एकमात्र अपवाद पीपीयू (चित्र प्रसंस्करण इकाई, छवि प्रसंस्करण मॉड्यूल) थे जो स्क्रीन पर प्रसारित वीडियो फ़्रेम उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जाते थे। हम ज्यादातर जानते हैं कि पीपीयू कैसे काम करता है, लेकिन कुछ कार्यों के लिए हमें अनुमान का उपयोग करना पड़ता है, जो अपूर्ण सटीकता की ओर जाता है।

एक सामान्य पैमाने पर, शेष समस्याएं बहुत मामूली हैं। यदि आप कला के प्यार के लिए अनुकरण के बिल्कुल आदर्श आदर्श के लिए प्रयास नहीं करते हैं, तो मैं आपको पीपीयू अनुकरण को और बेहतर बनाने की आवश्यकता नहीं समझा सकता हूं। किसी भी क्षेत्र में, हम आदर्श के जितने करीब होंगे, वापसी उतनी ही कम होगी।

लेकिन मैं कह सकता हूं कि यह मेरे लिए क्यों महत्वपूर्ण है : यह मेरे पूरे जीवन का काम है, और मैं यह नहीं कहना चाहता कि मैं अंतिम चरण को पूरा किए बिना इतने करीब पहुंच गया। मैं वृद्ध हूं और मैं शाश्वत नहीं हूं। मैं चाहता हूं कि पहेली का अंतिम टुकड़ा हल किया जाए, ताकि, सेवानिवृत्त होने के बाद, मुझे यकीन था कि एसएनईएस विरासत विश्वसनीय है और पूरी तरह से अनुकरण के लिए धन्यवाद है। मैं कहना चाहता हूं कि समस्या हल हो गई है ।

यदि आप अभी भी अंतर्ग्रही हैं तो मेरे द्वारा दी गई समस्या और समाधान की पृष्ठभूमि से परिचित होने के लिए पढ़ना जारी रखें।

मॉडलिंग SNES आर्किटेक्चर

आइए एसएनईएस बनाने वाले घटकों को सूचीबद्ध करके शुरू करें:

सुपर एनईएस सिस्टम आरेख।

तीर उन दिशाओं को इंगित करते हैं जिनमें विभिन्न एसएनईएस प्रोसेसर एक दूसरे के साथ डेटा का आदान-प्रदान कर सकते हैं, और बिंदीदार रेखाएं मेमोरी चिप्स से कनेक्शन का संकेत देती हैं।

अब हमारे लिए सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि वीडियो और ध्वनि का उत्पादन सीधे PPU और DSP से प्रसारित किया जाता है। इसका मतलब है कि वे "ब्लैक बॉक्स" के रूप में कार्य करते हैं, और हम यह नहीं देख सकते हैं कि उनके अंदर क्या हो रहा है। बाद में यह हमारे लिए महत्वपूर्ण हो जाएगा।

यथार्थता

कल्पना कीजिए कि हम सीपीयू कमांड "गुणा" का अनुकरण करते हैं, जो दो रजिस्टर (चर) लेता है, उन्हें गुणा करता है, परिणाम और कई झंडे प्राप्त करता है जो परिणाम की स्थिति को दर्शाता है (उदाहरण के लिए, अतिप्रवाह )।

हम एक ऐसा प्रोग्राम लिख सकते हैं जो किसी कारक और गुणक के रूप में 0 से 255 तक किसी भी संभावित मान को गुणा करता है। तब हम संख्यात्मक और ध्वज गुणा परिणाम प्राप्त कर सकते हैं। इस प्रकार, हमें 65 536 तत्वों के दो टेबल मिलते हैं।

इन तालिकाओं का विश्लेषण करके, हम यह निश्चित रूप से निर्धारित कर सकते हैं कि सीपीयू गणना के परिणाम कैसे और कहाँ एक निश्चित तरीके से निर्धारित किए जाते हैं। तब हम एमुलेटर को संशोधित कर सकते हैं ताकि एक ही परीक्षण चलाने पर हमें एक ही समय में समान टेबल्स मिलें।

अब कहते हैं कि CPU 16-बिट x 16-बिट गुणा कर सकता है। हर संभव मूल्य का परीक्षण करते समय, 4 बिलियन परिणाम उत्पन्न होंगे, जो समय की उचित मात्रा में परीक्षण करना लगभग असंभव है। यदि सीपीयू में 32 बिट्स एक्स 32 बिट्स के गुणन हैं, तो व्यवहार में यह यूनिवर्स की थर्मल मौत (कम से कम तकनीक के वर्तमान स्तर पर) से पहले इनपुट मूल्यों के सभी संयोजनों का परीक्षण करना संभव नहीं होगा।

ऐसे मामलों में, हम परीक्षणों में अधिक चयन करते हैं और यह निर्धारित करने का प्रयास करते हैं कि झंडे वास्तव में कब बदल सकते हैं, जब परिणाम अतिप्रवाह कर सकते हैं, और इसी तरह। अन्यथा, हमें ऐसे परीक्षण चलाने होंगे जो कभी समाप्त नहीं होंगे।

गुणा एक बल्कि तुच्छ ऑपरेशन है, लेकिन उसी सिद्धांत को रिवर्स इंजीनियरिंग की पूरी प्रक्रिया तक बढ़ाया जा सकता है, जिसमें अधिक जटिल संचालन शामिल हैं, उदाहरण के लिए, बीम के क्षैतिज वापसी के दौरान डीएमए (प्रत्यक्ष मेमोरी एक्सेस) के माध्यम से डेटा ट्रांसमिशन। हम परीक्षण बनाते हैं जो यह निर्धारित करने का प्रयास करते हैं कि सीमावर्ती मामलों में क्या होता है, और फिर जांचें कि क्या हमारा अनुकरण वास्तविक एसएनईएस के व्यवहार के लिए समान रूप से व्यवहार करता है।

सिग्नल जेनरेटर और बीट्स

एसएनईएस में दो सिग्नल जनरेटर (ऑसिलेटर) हैं: लगभग 21 मेगाहर्ट्ज (यह सीपीयू और पीपीयू मॉड्यूल को नियंत्रित करता है) की आवृत्ति पर संचालित क्रिस्टल ऑसिलेटर, और लगभग 24 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर संचालित एक सिरेमिक अनुनादक, जो एमपीएम और डीएसपी को नियंत्रित करता है। कारतूस सहसंसाधकों में, कभी-कभी एक 21 मेगाहर्ट्ज क्रिस्टल ऑसिलेटर का उपयोग किया जाता है, और कभी-कभी इसके स्वयं के सिग्नल जनरेटर अन्य आवृत्तियों के साथ काम करते हैं।

इस सुपर Famicom सर्किट बोर्ड को कोड में बदलना जितना लगता है उससे कहीं ज्यादा कठिन है।

घड़ी किसी भी प्रणाली के समय का मूल तत्व है, और एसएनईएस को निश्चित आवृत्तियों और समय अंतराल के साथ विभिन्न कार्यों को करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

यदि आप 100 हर्ट्ज घड़ी की कल्पना करते हैं, तो यह एक द्विआधारी आउटपुट के साथ एक डिवाइस होगा जो सिग्नल के एक उच्च तर्क स्थिति (उदाहरण के लिए, +5 वी) पर स्विच करता है, और फिर सिग्नल की कम स्थिति (0 वी, या ग्राउंड) प्रति सेकंड 100 गुना। यही है, आउटपुट पर हर दूसरे वोल्टेज में 200 गुना उतार-चढ़ाव होगा: घड़ी के सिग्नल के सामने वाले हिस्से को 100 गुना और 100 गुना कम करना।

एक घड़ी चक्र को आमतौर पर एक पूर्ण संक्रमण माना जाता है, अर्थात, 100 हर्ट्ज चक्र प्रति सेकंड 100 घड़ी चक्र उत्पन्न करेगा। कुछ प्रणालियों को बढ़ते और गिरते किनारों के बीच एक अंतर की आवश्यकता होती है, और उनके लिए हम घड़ी संकेत के प्रत्येक चरण (उच्च या निम्न) को इंगित करने के लिए चक्र को आधे-चक्र में तोड़ते हैं।

एक सटीक एमुलेटर का सबसे महत्वपूर्ण कार्य ठीक उसी तरह और वास्तविक उपकरणों पर उसी समय में कार्यों को पूरा करना है। हालांकि, यह बहुत महत्वपूर्ण नहीं है कि कार्यों को कैसे किया जाता है। केवल एक चीज जो महत्वपूर्ण है, वह है एमुलेटर, एक ही इनपुट सिग्नल प्राप्त करना, एक ही समय में एक ही आउटपुट सिग्नल उत्पन्न करता है जैसे कि वास्तविक हार्डवेयर।

समय

कभी-कभी ऑपरेशन में समय लगता है। उदाहरण के लिए SNES CPU में गुणा करें। गुणन पूरा करने के लिए रुकने और प्रतीक्षा करने के बजाय, एसएनईएस सीपीयू सीपीयू ऑपकोड के आठ घड़ी चक्रों के लिए पृष्ठभूमि में एक समय में एक बार गुणन के परिणाम की गणना करता है। यह संभावित रूप से कोड को गुणा करने के लिए प्रतीक्षा करने के दौरान अन्य कार्यों को करने की अनुमति देता है।

सबसे अधिक संभावना है, कोई भी व्यावसायिक सॉफ़्टवेयर इन आठ चक्रों की प्रतीक्षा करेगा, क्योंकि यदि आप तैयार होने से पहले परिणाम को पढ़ने का प्रयास करते हैं, तो हमें आंशिक रूप से पूरा होने वाला परिणाम मिलेगा। हालांकि, इससे पहले कि SNES एमुलेटर ने इन अतिरिक्त घड़ी चक्रों की प्रतीक्षा किए बिना, तुरंत सही परिणाम दिए ।

जब शान्ति के प्रशंसकों ने एमुलेटर में स्व-लिखित सॉफ़्टवेयर का निर्माण और परीक्षण करना शुरू किया, तो यह विसंगति कुछ समस्याओं का कारण बनने लगी। सॉफ्टवेयर का हिस्सा, उदाहरण के लिए, पहले सुपर मारियो वर्ल्ड रोम हैक्स में से कई ने इन पुराने एमुलेटरों में ही सही ढंग से काम किया, लेकिन असली एसएनईएस हार्डवेयर पर नहीं। ऐसा इसलिए हुआ क्योंकि वे गुणा (वास्तविक उपकरणों के दृष्टिकोण से अविश्वसनीय) गुणन परिणामों को प्राप्त करने को ध्यान में रखते हुए विकसित किए गए थे।

एमुलेटर में सुधार करने की प्रक्रिया में, पुराने सॉफ़्टवेयर की संगतता टूट गई थी, और इसलिए हमें नए एमुलेटर के लिए संगतता विकल्प जोड़ना पड़ा ताकि इन कार्यक्रमों को न खोना पड़े। हाँ, कोई फर्क नहीं पड़ता कि यह कितना वास्तविक है, लेकिन आज एमुलेटर को अन्य एमुलेटर का अनुकरण करना चाहिए!

सीपीयू में गुणन की इस देरी की सुविधा इस तथ्य में निहित है कि यह बहुत अनुमानित है: गुणा के संचालन के अनुरोध के तुरंत बाद गणना के आठ घड़ी चक्र शुरू होते हैं। प्रत्येक चक्र के बाद परिणाम पढ़ने वाले कोड को लिखकर, हम यह सत्यापित करने में सक्षम थे कि SNES CPU गुणा के लिए बूथ एल्गोरिथ्म का उपयोग करता है ।

घड़ी सिंक

अन्य ऑपरेशनों को मॉडल करना आसान नहीं है क्योंकि वे पृष्ठभूमि में अतुल्यकालिक रूप से निष्पादित होते हैं। ऐसा ही एक मामला केंद्रीय SNES प्रोसेसर का DRAM अपडेट है।

प्रत्येक रेखापुंज लाइन के प्रतिपादन के दौरान, एक निश्चित चरण में संपूर्ण SNES CPU थोड़े समय के लिए अपने संचालन को निलंबित कर देता है जबकि RAM चिप की सामग्री अपडेट हो जाती है। यह आवश्यक है क्योंकि एसएनईएस में लागत को कम करने के लिए, सीपीयू की मुख्य मेमोरी के रूप में गतिशील (स्थिर के बजाय) रैम का उपयोग किया गया था। गतिशील रैम की सामग्री को बचाने के लिए, इसे समय-समय पर अद्यतन किया जाना चाहिए।

वास्तव में सही एमुलेटर बनाने के लिए सभी साढ़े तीन हजार एसएनईएस खेलों की खेलने की क्षमता सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त नहीं है। सिस्टम के प्रत्येक फ़ंक्शन का अनुकरण पूर्ण सटीकता के साथ करना भी आवश्यक है।

इन ऑपरेशनों के सटीक समय के विश्लेषण में प्रमुख कारक क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर पीपीयू काउंटरों का उपयोग करने की संभावना थी। ये काउंटर वृद्धि करते हैं और प्रत्येक रिवर्स क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर बीम यात्रा के बाद रीसेट हो जाते हैं। हालांकि, उनकी सटीकता SNES CPU सिग्नल जनरेटर की आवृत्ति का केवल एक चौथाई है; दूसरे शब्दों में, प्रत्येक चार घड़ी चक्रों में क्षैतिज काउंटर वृद्धि होती है।

काउंटरों के मूल्यों को कई बार पढ़ते हुए, मैं यह निर्धारित करने में सक्षम था कि काउंटर के साथ कौन सा घड़ी चक्र है। इस ज्ञान को विशेष रूप से बनाए गए कार्यों के साथ जोड़कर, जो उपयोगकर्ता द्वारा इंगित घड़ी चक्रों की सटीक संख्या की दिशा में एक कदम उठा सकते हैं, मैं एसएनईएस सीपीयू को घड़ी चक्र की किसी भी सटीक स्थिति के साथ पूरी तरह से मेल खाने में सक्षम था।

कई घड़ी चक्रों के पुनरावृत्त ट्रैवर्सल के लिए धन्यवाद, मैं यह निर्धारित करने में सक्षम था कि कब कुछ ऑपरेशन बिल्कुल हो रहे हैं (उदाहरण के लिए, डीआरएएम को अपडेट करना, एचडीएमए को प्रसारित करना, मतदान में बाधा डालना, आदि)। उसके बाद, मैं अनुकरण में यह सब फिर से बना सकता था।

एसएमपी चिपएसएनईएस कंसोल में अपनी स्वयं की टाइमर भी हैं, और इस प्रोसेसर के लिए सफल रिवर्स इंजीनियरिंग भी किया गया था। मैं केवल SMP TEST रजिस्टर में एक संपूर्ण लेख समर्पित कर सकता हूं, जो प्रोग्रामर को SMP फ्रीक्वेंसी डिवाइडर और उसके टाइमर को नियंत्रित करने की अनुमति देता है, अन्य भयानक चीजों का उल्लेख करने के लिए नहीं। यह कहना पर्याप्त होगा कि यह एक आसान और त्वरित प्रक्रिया नहीं थी, लेकिन अंत में हम जीत गए।

हम सहसंसाधक इकट्ठा करते हैं

SuperFX चिप कई कारतूस कॉपोरोसेसर्स में से एक है जिसे SNES एमुलेटर संभाल सकता है।

विभिन्न खेल कारतूसों के अंदर इस्तेमाल किए जाने वाले एसएनईएस कप्रोसेसरों का एक पूरा झुंड है जिसे हमें वश में करने की आवश्यकता है। SuperFX और SA-1 जैसे अलग-अलग सामान्य प्रयोजन वाले CPU से , DSP-1 और Cx4 जैसे डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर से लेकर S-DD1 और SPC7110, या शार्प और एप्सों की वास्तविक समय की घड़ियाँ, जैसे और भी बहुत कुछ ...

इसका मतलब है कि SNES एमुलेटर को सुपरएफएक्स निर्देश और पिक्सेल कैश के साथ सामना करना होगा; SA-1 मेमोरी बस संघर्ष रिज़ॉल्यूशन स्कीम (SNES और SA-1 CPU को एक ही ROM और RAM चिप्स का एक साथ उपयोग करने की अनुमति) के साथ; एकीकृत फर्मवेयर DSP-1 और Cx4 के साथ; पूर्वानुमान आधारित अंकगणित एनकोडर एस-डीडी 1 और एसपीसी 71 के साथ; साथ ही वास्तविक समय जनरेटर में बीसीडी (बाइनरी-कोडेड दशमलव) के विषम सीमावर्ती मामलों के साथ। धीरे-धीरे लेकिन निश्चित रूप से, ऊपर वर्णित शुद्धता और समय निर्धारण के लिए सभी तकनीकों का उपयोग करते हुए, हम यह सीखने में कामयाब रहे कि इन सभी चिप्स का लगभग पूरी तरह से कैसे अनुकरण किया जाए।

चिप कवर को हटाने और विभिन्न खेलों में उपयोग किए जाने वाले डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर से फर्मवेयर को हटाने में बहुत प्रयास और हजारों डॉलर लगे। एक मामले में, NEC uPD772x एमुलेशन की अनुमति देता हैस्वर्गीय स्टीफन हॉकिंग की आवाज़ को बचाने के लिए हिगन से कोड का उपयोग करें! ।

एक अन्य मामले में, हमें हिताची एचजी 51 बी वास्तुकला के निर्देशों के एक पूरे सेट को रिवर्स करने की आवश्यकता थी, क्योंकि किसी ने भी इस वास्तुकला के लिए प्रलेखन प्रकाशित नहीं किया था। एक अन्य मामले में, यह पता चला कि एक गेम ( हयाज़ी निसान मोरिता शुगी 2 ) में 21 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति के साथ 32-बिट एआरएम 6 सीपीयू है, जो जापानी शोगी गेम को तेज करता है!

बस सभी SNES कोप्रोसेसर्स की बचत एक दीर्घकालिक प्रक्रिया बन गई, जो कठिनाइयों और आश्चर्य से भरी हुई थी।

अंकीय संकेत प्रक्रिया

सोनी एस-डीएसपी (डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर) चिप, जिसे डीएसपी -1 कारतूस कोप्रोसेसर के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए, ने एक अद्वितीय एसएनईएस ध्वनि उत्पन्न की। इस चिप में, 4-बिट ADPCM एन्कोडिंग वाले आठ ऑडियो चैनल जुड़े हुए थे, जिसने 16-बिट स्टीरियो सिग्नल का निर्माण सुनिश्चित किया।

बाह्य रूप से, और ऊपर प्रस्तुत सिस्टम आरेख से, ऐसा लगता है कि डीएसपी एक "ब्लैक बॉक्स" है: हम ध्वनि चैनलों और मिक्सर मापदंडों को समायोजित करते हैं, जिसके बाद चिप वक्ताओं को प्रेषित ध्वनि उत्पन्न करता है।

लेकिन एक महत्वपूर्ण फ़ंक्शन ने उपनाम के तहत डेवलपर को इस चिप के पूर्ण रिवर्स इंजीनियरिंग का प्रदर्शन करने की अनुमति दी: यह एक प्रतिध्वनि बफर था। एसएनईएस डीएसपी में एक फ़ंक्शन होता है जो इको प्रभाव बनाने के लिए पिछले नमूनों से आउटपुट को मिलाता है। यह ध्वनि निर्माण प्रक्रिया के अंतिम छोर पर होता है (पिछले एक ध्वनि अवरोधक ध्वज के अलावा, जिसका उपयोग संपूर्ण ध्वनि आउटपुट को बंद करने के लिए किया जा सकता है।)

उपायों की सही समय के साथ कोड लिखकर और परिणामस्वरूप प्रतिध्वनि को ट्रैक करके, हम उत्पन्न करने के लिए DSP द्वारा किए गए संचालन के सटीक क्रम को निर्धारित करने में सक्षम थे। प्रत्येक नमूने के लिए और सही ध्वनि और बीट सटीकता बनाएं।

पीपीयू की बचत

यह सब हमें SNES वास्तुकला योजना के अंतिम भाग: PPU-1 और PPU-2 चिप्स तक ले गया। जॉन मैकमास्टर के लिए धन्यवाद, हमारे पास बीस गुना वृद्धि के साथ एस-पीपीयू 1 (संशोधन 1) और एस-पीपीयू 2 (संशोधन 3) चिप्स के स्कैन हैं।

पहले PPU SNES के क्रिस्टल का बीस गुना स्कैन ...

... और दूसरा पीपीयू।

दोनों क्रिस्टल स्कैन हमें बता देते हैं कि चिप्स स्पष्ट रूप से सामान्य-उद्देश्य वाले सीपीयू नहीं हैं, और न ही वे विशेष आर्किटेक्चर हैं जो फर्मवेयर प्रोग्राम के आंतरिक रोम से ऑपरेशन कोड निष्पादित करते हैं। ये हार्ड-कोडेड लॉजिक के साथ अलग-अलग लॉजिकल सर्किट होते हैं जो विभिन्न रजिस्टरों और मेमोरी से आने वाले सिग्नल प्राप्त करते हैं, और एक समय में मॉनिटर को एक रेखापुंज लाइन के लिए एक वीडियो सिग्नल बनाते हैं।

PPUs SNES का अनुकरण करने के लिए अंतिम बाधा बने हुए हैं, क्योंकि ऊपर वर्णित सभी घटकों के विपरीत, PPU वास्तव में एक ब्लैक बॉक्स है। हम उन्हें किसी भी स्थिति में कॉन्फ़िगर कर सकते हैं, लेकिन SNES CPU सीधे निगरानी नहीं कर सकता है कि वे क्या उत्पन्न करते हैं।

यदि हम अपने पिछले उदाहरण को एक सादृश्य के रूप में गुणा के साथ उपयोग करते हैं, तो कल्पना करें कि आपने परिणाम 3 * 7 का अनुरोध किया था, लेकिन बाइनरी उत्तर के बजाय, आपको स्क्रीन पर "21" संख्याओं की एक फजी एनालॉग छवि मिलती है। जो कोई भी आपका सॉफ़्टवेयर चलाता है , वह 21 देख पाएगा , लेकिन आप सही उत्तर को देखने के लिए स्वचालित रूप से जांच करने के लिए एक परीक्षण कार्यक्रम नहीं लिख सकते। ऐसे परिणामों के लिए एक व्यक्ति के मैनुअल सत्यापन को कई हजार से अधिक परीक्षणों में नहीं बढ़ाया जा सकता है, और पीपीयू व्यवहार को अधिकतम करने के लिए लाखों की आवश्यकता होगी।

मुझे पता है कि आपने क्या सोचा था: "लेकिन क्या कैप्चर कार्ड का उपयोग करना, छवि प्रसंस्करण करना आसान है, लगभग उनकी तुलना एमुलेटर के डिजिटल स्क्रीन पर छवि से करते हैं, और इस पर आधारित परीक्षण करते हैं?"

खैर, हाँ, यह संभव है! खासकर अगर परीक्षण दो विशाल संख्याओं की जांच करने के लिए है जो पूरी स्क्रीन पर कब्जा कर लेते हैं।

लेकिन क्या होगा अगर परीक्षण में कई बारीकियां हैं, और हम एक पिक्सेल के आधे टोन के रंग अंतर को पहचानने की कोशिश कर रहे हैं? क्या होगा यदि हम क्रम में एक लाख परीक्षण चलाना चाहते हैं, और हम हमेशा यह नहीं जानते हैं कि हम क्या उत्पन्न करेंगे, लेकिन फिर भी हमारे उत्सर्जन के उत्पादन के साथ तुलना करना चाहते हैं?

कुछ भी नहीं डिजिटल डेटा के साथ सुविधा और सटीकता धड़कता है - बिट्स की एक सटीक धारा जो केवल मेल कर सकती है या मेल नहीं खा सकती है। एक CRT सिग्नल की एनालॉग प्रकृति हमें यह प्रदान नहीं कर सकती है।

यह महत्वपूर्ण क्यों है?

एक गेम ( एयर स्ट्राइक पैट्रोल ) के अपवाद के साथ , सभी आधिकारिक तौर पर लाइसेंस प्राप्त SNES सॉफ्टवेयर (होना चाहिए) रेखापुंज के तार पर आधारित होना चाहिए। ये गेम वर्तमान प्रदान की गई रेखापुंज रेखा के बीच में PPU रेंडरिंग की स्थिति को बदलने की कोशिश नहीं करते हैं (प्रोग्रामर्स द्वारा इस तरह की ट्रिक को "रैस्टर प्रभाव" कहा जाता है)। इसका मतलब यह है कि अधिकांश खेलों के निष्पादन का समय विशेष रूप से सटीक नहीं है; यदि आपके पास अगली पूर्ण रेखापुंज रेखा के लिए समय है, तो सब कुछ क्रम में है।

लेकिन यह एक एकल खेल के लिए महत्वपूर्ण है।

छवियों की यह श्रृंखला एयर स्ट्राइक पैट्रोल के "गुड लक" संदेश में प्रयुक्त एक जटिल अनुकरण प्रभाव दिखाती है ।

ऊपर की छवियों में, आप एयर स्ट्राइक पेट्रोल से फ्रेम-बाय-फ्रेम टेक्स्ट "गुड लक" देखते हैं । खेल पृष्ठभूमि की परत 3 (BG3) स्क्रॉल करने की स्थिति को बदलकर इसे लागू करता है। हालाँकि, बाईं ओर डैशबोर्ड डिस्प्ले (जहाँ आप देख सकते हैं कि खिलाड़ी के पास 39 मिसाइलें हैं) भी उसी बैकग्राउंड लेयर पर है।

खेल बाईं डैशबोर्ड को प्रस्तुत करने के बाद प्रत्येक रेखापुंज रेखा में बीजी 3 स्क्रॉल की स्थिति को बदलकर इस पृथक्करण का प्रदर्शन करने का प्रबंधन करता है, लेकिन पाठ से पहले "गुड लक" का प्रतिपादन किया जाता है। यह किया जा सकता है क्योंकि डैशबोर्ड और पाठ के बाहर, बीजी 3 पारदर्शी है और ऊर्ध्वाधर स्क्रॉलिंग रजिस्टर के मूल्य की परवाह किए बिना, इन दो बिंदुओं के बीच खींचने के लिए कुछ भी नहीं है। यह व्यवहार हमें दिखाता है कि स्क्रॉलिंग रजिस्टर को रेंडरिंग के किसी भी चरण में बदला जा सकता है ।

विमान के नीचे की यह छोटी सी छाया सटीक-जुनूनी एमुलेटर डेवलपर के लिए सिरदर्द का कारण बन गई।

ऊपर की छवि एक हवाई जहाज की बदनाम छाया को दिखाती है। इस प्रभाव को पांच तेज रेखाओं पर छोटे तरंगों के साथ स्क्रीन चमक रजिस्टर को बदलकर प्रस्तुत किया जाता है।

खेल के दौरान, आप देख सकते हैं कि यह छाया बल्कि अराजक है। ऊपर की छवि में, यह "सी" अक्षर जैसा दिखता है, लेकिन प्रत्येक रास्टर लाइन में इसका आकार लंबाई में बदलता है और प्रत्येक फ्रेम के लिए शुरुआती बिंदु होता है। एयर स्ट्राइक पैट्रोल के डेवलपर्स ने मोटे तौर पर रेखांकित किया कि छाया कहाँ दिखाई दे, और इस समस्या को सीधे हल किया। ज्यादातर मामलों में यह काम करता है।

इस तरह के व्यवहार का सही अनुकरण सटीक समय योजना है, जो पूरी तरह से है की आवश्यकता है अत्यंत करने के लिए मुश्किल एमुलेटर में प्राप्त ।

एयर स्ट्राइक पैट्रोल पॉज़ स्क्रीन पर , रेखापुंज प्रभाव का उपयोग किया जाता है जो जानबूझकर किसी अन्य एसएनईएस गेम में उपयोग नहीं किया गया था।

अब बात करते हैं पॉज स्क्रीन की। यह बाईं ओर पीले-काले बॉर्डर को खींचते हुए बीजी 3 को चालू करता है और स्क्रीन पर ग्रे लाइनों को खींचने के लिए दाईं ओर उसी सीमा के दौरान इसे फिर से बंद कर देता है। उन्होंने वैकल्पिक रूप से फ्रेम के माध्यम से रेखापुंज लाइनों को स्विच किया जिसमें इन ग्रे लाइनों को एक ओवरले घबराहट के प्रभाव को बनाने के लिए प्रदर्शित किया गया है।

यदि आप ऊपर दिखाए गए उत्सर्जित चित्र को बड़ा करते हैं, तो आप देखेंगे कि इन ग्रे लाइनों के बाएं कोने में रेखापुंज लाइनों की जोड़ी के दौरान कई लापता पिक्सेल हैं। ऐसा इसलिए हुआ क्योंकि मेरा PPU अनुकरण घड़ी चक्रों में 100% अपूर्ण है। इस मामले में, यह बीजी 3 को सक्षम करने के प्रभाव का कारण बनता है जो कि बाद में होना चाहिए।

मैं बहुत आसानी से समय बदल सकता हूं ताकि यह छवि सही ढंग से प्रस्तुत हो। लेकिन इस तरह के बदलाव से अन्य खेलों पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ने की संभावना है जो रैस्टर लाइन के बीच में पीपीयू डिस्प्ले रजिस्टरों को बदलते हैं। हालाँकि, एयर स्ट्राइक पैट्रोल एकमात्र ऐसा खेल है, जो इस उद्देश्य को पूरा करता है, कम से कम एक दर्जन खेल ऐसे होते हैं जिनमें यह संयोग से होता है (शायद IRQ बहुत जल्द या बाद में उनमें आग लगाता है)।

कभी-कभी यह तस्वीर के लिए संक्षिप्त ध्यान देने योग्य क्षति का कारण बनता है, जिसे विकास के दौरान ध्यान नहीं दिया जाता है (उदाहरण के लिए, पूर्ण थ्रॉटल रेसिंग में)दुकान और खेल के बीच संक्रमण के दौरान)। कभी-कभी रिकॉर्डिंग स्क्रीन के पारदर्शी होने के कारण की जाती है, और इसलिए दृश्य विसंगतियों का कारण नहीं बनती है (उदाहरण के लिए, दाई काइजु मोनोगेटरी II में एचपी स्थिति प्रदर्शित करने के मामले में ।) लेकिन यहां तक कि ऐसे "अदृश्य" सीमा मामलों में रेखापुंज लाइनों के कम सटीक प्रतिपादन में समस्या हो सकती है। जो सबसे अधिक उत्पादक एमुलेटर में उपयोग किए जाते हैं।

यहां तक कि अगर आप एयर स्ट्राइक पैट्रोल की अनदेखी करते हैं , तो एसएनईएस सॉफ्टवेयर में ये सभी यादृच्छिक (लेकिन मान्य) रास्टर प्रभाव आपको पीपीयू रेंडरर को कार्यात्मक रूप से डिजाइन करने की अनुमति नहीं देते हैं जो संपूर्ण घड़ी की सटीकता के साथ पूरी रेखापुंज लाइन उत्पन्न करता है।

परीक्षण और त्रुटि के वर्षों में bsnes के मामले में, हमने "रैस्टर इफेक्ट्स" के साथ ऐसे खेलों की एक सूची बनाई है। हमने व्यक्तिगत रेंडरिंग पोजिशन भी बनाई हैं, जो इन सभी खेलों ( निश्चित रूप से एयर स्ट्राइक पेट्रोल को छोड़कर) को सही ढंग से प्रदर्शित करने के लिए रैस्टर लाइनों के आधार पर बहुत तेजी से रेंडरिंग की अनुमति देती हैं । लेकिन संक्षेप में, यह हमारे लिए अप्रिय हैक्स का एक गुच्छा है, जो विशिष्ट गेम के लिए डिज़ाइन किया गया है।

मेरे पास घड़ी आधारित पीपीयू रेंडरर भी है, जिसे इन सभी हैक्स की आवश्यकता नहीं है, लेकिन समय-समय पर इस उपकरण के प्रतिपादन के साथ छोटे (एक से चार पिक्सेल) अंतर पैदा करता है, जैसा कि एयर स्ट्राइक पैट्रोल के ऊपर स्क्रीनशॉट में है ।

आंतरिक कुंडी रजिस्टर

इन सभी छोटी-छोटी यादों का कारण तड़क-भड़क के समय कम होना है।

मान लें कि एसएनईएस अपनी प्रसिद्ध विधा 7 का प्रतिपादन करता है, जो प्रत्येक रेखापुंज पंक्ति में पैरामीटर परिवर्तन के साथ एक affine बनावट परिवर्तन है। किसी भी स्क्रीन पिक्सेल का निर्धारण करने के लिए, आपको समान गणना करने की आवश्यकता है:

px = a * क्लिप (हॉफसेट - hcenter) + b * क्लिप (voffset - vcenter) +
b * y + (hcenter << 8)

py = c * clip (हॉफसेट - hcenter) + d * क्लिप (voffset - vcenter) +
d * y + (vcenter << 8)

रियल एसएनईएस फ्रेम में प्रदान किए गए प्रत्येक पिक्सेल के लिए इन छह गुणाओं को तेजी से पूरा करने में सक्षम नहीं होगा। लेकिन इनमें से कोई भी मूल्य प्रत्येक पिक्सेल के लिए नहीं बदलता है (या, कम से कम, नहीं बदलना चाहिए), इसलिए हमें बस प्रत्येक रेखापुंज लाइन की शुरुआत में एक बार px और py की गणना करने की आवश्यकता है। अर्थात्, PPU, लाचियों में स्थिर परिणामों को कैश करता है, जो अनिवार्य रूप से PPU रजिस्टरों की प्रतियां हैं। भविष्य में, वे रूपांतरित हो सकते हैं, या अपरिवर्तित रह सकते हैं।

फिर x, y निर्देशांक निम्नानुसार मोड 7 द्वारा बदल दिए जाते हैं:

ox = (px + a * x) >> 8

oy = (py + c * x) >> 8

हालाँकि x प्रत्येक पिक्सेल के लिए भिन्न होता है, हम जानते हैं कि वेतन वृद्धि प्रत्येक बार एक से की जाती है। आंतरिक ड्राइव के भंडारण के लिए धन्यवाद, हम प्रत्येक पिक्सेल के लिए दो गुणा करने के बजाय, प्रत्येक पिक्सेल के लिए बैल और ऑय में निरंतर मान जोड़ सकते हैं।

फिर हमारे सामने यह सवाल उठता है: PPU की किस विशेष स्थिति में PPU बाहरी PPU रजिस्टरों से सीपीसी के एक्सेस के लिए पढ़ता है?

अगर हम उन्हें जल्द ले लेते हैं, तो इससे कुछ खेल टूट सकते हैं। अगर हम इसे बहुत देर से लेते हैं, तो यह अन्य खेलों को तोड़ सकता है।

सबसे आसान तरीका बग रिपोर्ट का इंतजार करना और इन पदों को समायोजित करना है ताकि प्रत्येक विशिष्ट गेम में समस्याओं को ठीक किया जा सके। लेकिन इस मामले में, हम कभी भी सटीक स्थिति नहीं पाएंगे , केवल उनके अनुमान।

और हर बार जब हम इनमें से किसी एक चर को बदलते हैं, तो एसएनईएस लाइब्रेरी से उन सभी साढ़े तीन हज़ार खेलों को पुन: प्राप्त करना अवास्तविक है, जो इस बदलाव का पता लगा सकते हैं।

आग में तलना पैन से बाहर

अनुकरण त्रुटियों को समाप्त करने की प्रक्रिया की कलात्मक व्याख्या।

परीक्षण पद्धति की एक समान शैली, "हम केवल उस गेम को बनाते हैं जिसे हम किसी भी कीमत पर काम करने में रुचि रखते हैं" घटना के लिए नेतृत्व किया, जिसे मैं "आग से, लेकिन आग में" एमुलेशन कहता हूं।

एसएनईएस अनुकरण के विकास की शुरुआत में, जब खेल में समस्याएं पैदा हुईं, तो इस खेल में किसी भी सुधार ने इसे काम करने की अनुमति दी और एमुलेटर में जोड़ा गया। यह निश्चित रूप से कुछ अन्य खेल को तोड़ दिया। और फिर उन्होंने इस खेल को सही किया , जिसके बाद तीसरा टूट गया। तीसरा गेम फिक्स करके फिर से पहला ब्रेक लिया। यह कई वर्षों तक चला।

यहां गलती यह थी कि डेवलपर्स ने एक समय में केवल एक चर को ध्यान में रखने की कोशिश की। मान लीजिए कि हमारे पास एक खेल है, और इसके काम करने के लिए, घटनाओं को 20 और 120 उपायों के बीच होना चाहिए। हमें सटीक उपाय नहीं पता है, इसलिए बीच में बिल्कुल 70 का चयन करें।

बाद में हमें दूसरे गेम में बग रिपोर्ट मिलती है, और यह निर्धारित करते हैं कि इस गेम को काम करने के लिए , माप मूल्य 10 और 60 के बीच होना चाहिए। इसलिए अब हम इसे 40 में बदल देते हैं, जो दोनों गेम के लिए काम करता है। तार्किक लगता है!

लेकिन फिर तीसरा गेम दिखाई देता है , जिसमें घटना को 80 और 160 के बीच काम करना चाहिए! अब हम एक ही समय में एक ही मूल्य के साथ सभी तीन गेम काम नहीं कर सकते हैं।

इसने एमुलेटर डेवलपर्स को विशिष्ट गेम के लिए हैक्स बनाने के लिए मजबूर किया। कोडर्स एक एमुलेटर जारी नहीं करना चाहते हैं जिसमें आप मारियो , ज़ेल्डा या मेट्रॉइड नहीं चला सकते हैं । इसलिए, सामान्य मामले के लिए, घड़ी चक्र 40 का उपयोग किया जाता है, लेकिन जब Metroid को लोड किया जाता है, तो हम समय मान को 100 पर मजबूर करते हैं।

यह कैसे संभव है, दो खेलों के लिए अलग-अलग मूल्यों की आवश्यकता क्यों है? ऐसा इसलिए होता है क्योंकि यहां न केवल एक चर शामिल होता है। आपके द्वारा पहले किसी अन्य ईवेंट को ट्रिगर करने के लिए उपयोग की जाने वाली टाइमिंग अगले ईवेंट के लिए आवश्यक समय मान को प्रभावित कर सकती है ।

एक साधारण बीजीय अभिव्यक्ति के रूप में इसकी कल्पना करें:

2x + y = 120

आप इसे x = 10, y = 100 पर लेकर हल कर सकते हैं। या x = 20, y = 80। या x = 30, y = 60। यदि हम केवल x के मूल्य के बारे में सोचते हैं, जो आपको एक साथ एक गेम चलाने की अनुमति देता है, तो हम इस तथ्य को याद करते हैं कि वास्तव में समस्या गलत y में हो सकती है!

संगतता बढ़ाने के लिए एमुलेटर के पहले संस्करणों ने चल रहे खेल के आधार पर एक्स के मूल्य को फिर से परिभाषित किया। इस तरह के व्यक्तिगत गेम हैक लगातार बने रहे, भले ही एक्स का सही, एकल मूल्य बाद में पता चला। तो y समस्या कभी हल नहीं होगी!

हालांकि, एसएनईएस के मामले में, एक या दो चर एक साथ शामिल नहीं होते हैं। एसएनईएस कंसोल पीपीयू में अकेले 52 बाहरी रजिस्टर हैं, जो लगभग 130 पैरामीटर हैं। एकल रास्टर लाइन के प्रतिपादन की प्रक्रिया में, इनमें से सभी 130 पैरामीटर और एक अज्ञात संख्या में आंतरिक रजिस्टरों और कुंडी शामिल हैं। किसी विशेष समय पर PPU की पूर्ण स्थिति का एहसास करने में सक्षम होने के लिए बाहर के किसी व्यक्ति के लिए यह बहुत अधिक जानकारी है।

अनुकरण का यह पहलू निर्विवाद के लिए स्पष्ट नहीं है, लेकिन यह बहुत उचित है: सटीकता संगतता के बराबर नहीं है। हम 99 प्रतिशत सटीकता के साथ एक एमुलेटर बना सकते हैं, जो 10% गेम चलाने में सक्षम है। और आप एक 80% सटीक एमुलेटर लिख सकते हैं जो 98% गेम चलाता है। कभी-कभी अल्पावधि में एक सही कार्यान्वयन लोकप्रिय खेलों को तोड़ देता है। यह एक आवश्यक बलिदान है यदि आप 100% सटीकता और 100% संगतता दोनों प्राप्त करने की कोशिश कर रहे हैं ।

समस्या का समाधान

हम पीपीयू अनुकरण के वर्तमान चरण के लिए निकल गए, जो कि वास्तविक दुनिया में घटिया तर्क और परिणाम के लिए धन्यवाद है।

हम जानते हैं कि दो पीपीयू में दो वीआरएएम चिप्स का उपयोग होता है। हम जानते हैं कि वे प्रत्येक चिप से ज्ञात डेटा बाइट्स प्रति रास्टर लाइन पढ़ सकते हैं। हमें पता है कि एसएनईएस वीडियो मोड में से प्रत्येक कैसे काम करता है। और इसके आधार पर, हम एक सामान्यीकृत पैटर्न को रेखांकित कर सकते हैं कि वास्तुकला कैसे दिख सकती है। उदाहरण के लिए, यहां एक संक्षिप्त उदाहरण है कि पहले तीन SNES वीडियो मोड कैसे काम कर सकते हैं:

अगर (io.bgMode == 0) {

bg4.fetchNameTable ();

bg3.fetchNameTable ();

bg2.fetchNameTable ();

bg1.fetchNameTable ();

bg4.fetchCharacter (0);

bg3.fetchCharacter (0);

bg2.fetchCharacter (0);

bg1.fetchCharacter (0);

}

अगर (io.bgMode == 1) {

bg3.fetchNameTable ();

bg2.fetchNameTable ();

bg1.fetchNameTable ();

bg3.fetchCharacter (0);

bg2.fetchCharacter (0);

bg2.fetchCharacter (1);

bg1.fetchCharacter (0);

bg1.fetchCharacter (1);

}

अगर (io.bgMode == 2) {

bg2.fetchNameTable ();

bg1.fetchNameTable ();

bg3.fetchOffset(0);

bg3.fetchOffset(8);

bg2.fetchCharacter(0);

bg2.fetchCharacter(1);

bg1.fetchCharacter(0);

bg1.fetchCharacter(1);

}

PPU अपने राज्य के केवल एक छोटे से हिस्से में एक तृतीय-पक्ष पर्यवेक्षक का पता चलता है: क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर पिछड़े (क्षैतिज / ऊर्ध्वाधर रिक्त) झंडे, क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर पिक्सेल मायने रखता है, और स्प्राइट के लिए अंतराल में टाइल ओवरले झंडे। यह इतना नहीं है, लेकिन मैं दोहराता हूं - पर्यवेक्षक के लिए सुलभ राज्य का हर छोटा तत्व हमारी मदद करता है।

रेंडरिंग के दौरान PPU चिप के VRAM (वीडियो रैम, वीडियो मेमोरी) को पढ़ने के लिए SNES CPU पर बंद कर दिया जाता है। लेकिन जैसा कि यह निकला, OAM (स्प्राइट मेमोरी) और CGRAM (पैलेट मेमोरी) खुले हैं। चाल यह है कि इस समय, PPU पता बस को नियंत्रित करता है। इसलिए, स्क्रीन रेंडरिंग के दौरान OAM और CGRAM को पढ़कर, मैं देख सकता हूं कि इन दो मेमोरी ब्लॉक्स से PPU को इतने महत्वपूर्ण समय में क्या मिलता है।

ये सभी पहेली के टुकड़े नहीं हैं, लेकिन वे मुझे स्प्राइट प्राप्त करने के लिए व्यावहारिक रूप से सही पैटर्न को लागू करने में सक्षम होने के लिए पर्याप्त हैं।

ओएएम और सीजीआरएएम, पीपीयू झंडे, सामान्य टिप्पणियों (यानी अनुमानों) के लिए एक्सेस पैटर्न का उपयोग विभिन्न गेमों के लिए त्रुटि रिपोर्ट से किया गया है, और घटाए जाने वाले तर्क के कारण, हम घड़ी आधारित पीपीयू रेंडरर्स बनाने में सक्षम थे जो लगभग सभी जारी किए गए गेम लॉन्च कर सकते हैं ।

लेकिन स्थिति अभी भी अनिश्चित है: अगर कोई टिक और रैस्टर प्रभाव के सटीक समय का उपयोग करके होमब्रे गेम खेलना शुरू कर देता है, तो हमारे सभी आधुनिक एमुलेटर इसे संभाल नहीं पाएंगे। जिसमें FPGA पर आधारित सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर कार्यान्वयन शामिल हैं।

मुझे स्पष्ट रूप से कहना चाहिए: आज सब कुछवे एसएनईएस कंसोल के पीपीयू चिप्स में केवल संचालन के आंतरिक आदेश और स्नैप व्यवहार के बारे में जानते हैं। कोई नहीं जानता कि उन्हें पूरी तरह से कैसे अनुकरण करना है। कम से कम अभी के लिए।

संभव समाधान

हम इसके साथ क्या करेंगे? एक PPU में संचालन के सटीक क्रम का निर्धारण कैसे करें, यदि SNES CPU के दृष्टिकोण से, यह "ब्लैक बॉक्स" है?

मुझे चार संभावित विकल्प दिखाई देते हैं: लॉजिक एनालाइजर, टेस्ट मोड में डिजिटल वीडियो आउटपुट, राईजर और चिप्स से कवर हटाते हुए।

तर्क विश्लेषक

यदि आप ऊपर दिखाए गए PPU क्रिस्टल के स्कैन को देखते हैं, तो आप चिप के किनारों पर काले क्षेत्रों को देखेंगे। ये चिप्स के संपर्कों से जुड़ने वाले प्लेटफ़ॉर्म हैं।

ये पिन प्रत्येक घड़ी चक्र के दौरान PPU चिप्स की स्थिति को संग्रहीत करते हैं। यहां आप वर्तमान पता प्राप्त कर सकते हैं जिसमें चिप्स वीडियो मेमोरी चिप तक पहुंचते हैं, एक पीपीयू से दूसरे में स्थानांतरित किए गए डेटा के मूल्य, और बहुत कुछ।

यह जानकारी एसएनईएस सीपीयू पर चलने वाले कोड के लिए उपलब्ध नहीं है, लेकिन यह पीपीयू संचालन के आंतरिक आदेश के बारे में मूल्यवान टिप्पणियां प्रदान करता है।

सुपर एनईएस कंसोल पीपीयू को एक समान लॉजिक विश्लेषक से कनेक्ट करना ब्लैक बॉक्स की कुंजी हो सकती है।

तर्क विश्लेषक की महत्वपूर्ण समस्या यह है कि वे प्रबंधन करने के लिए बहुत सुविधाजनक नहीं हैं: यदि आप किसी कार्य प्रणाली से लाइव डेटा का नमूना लेने की कोशिश करते हैं, तो हमें परिणामों की एक धारा मिलेगी जो कि समझना मुश्किल है। यदि आप सिस्टम के एनालॉग आरजीबी आउटपुट का विश्लेषण करने का प्रयास करते हैं, तो आप एक ही समस्या का सामना करेंगे: इस डेटा को पकड़ने के लिए, आपको मैन्युअल रूप से प्रत्येक परीक्षण करना होगा। इस तरह की प्रणाली प्रजनन योग्य स्वचालित प्रतिगमन परीक्षण बनाने के लिए बहुत अच्छी नहीं है।

परीक्षण मोड में डिजिटल वीडियो आउटपुट

हाल ही में, 20x आवर्धन के साथ क्रिस्टल स्लाइस के स्कैन के माध्यम से, एसएनईएस कंसोल पीपीयू चिप्स में एक गुप्त परीक्षण मोड की खोज की गई है। यदि आप एक छोटा हार्डवेयर संशोधन करते हैं, तो PPU 15-बिट डिजिटल RGB सिग्नल का उत्पादन शुरू कर देगा !

यह लगभग वही है जो हमें चाहिए! हालाँकि, इस मोड में समस्याएं हैं, क्योंकि प्रसिद्ध मोड 7 इसमें सही चित्र प्रदर्शित नहीं कर सकता है। ऐसा लगता है कि यह फ़ंक्शन पूरी तरह से पूरा नहीं हुआ है।

इसके अलावा, इस पद्धति को लागू करने के लिए, SNES कंसोल के मैनुअल संशोधन और परीक्षण मोड में आउटपुट को कैप्चर और विश्लेषण करने के लिए एक उपयुक्त तंत्र की अभी भी आवश्यकता है। हालांकि, एनालॉग आरजीबी सिग्नल पर कब्जा करने के समाधान के विपरीत, ऐसे डिजिटल सिग्नल का स्वचालित रूप से परीक्षण किया जा सकता है, जो हमें पीपीयू रिवर्स इंजीनियरिंग पर बड़ी मात्रा में काम जल्दी से पूरा करने की अनुमति दे सकता है।

risers

यह देखते हुए कि PPUs स्थिर हैं, हम PPU चिप्स को एक कार्यशील SNES कंसोल से हटा सकते हैं और उन्हें एक प्रोटोटाइप बोर्ड या एक कस्टम मेड सर्किट बोर्ड के साथ दो VRAM चिप्स से जोड़ सकते हैं। उसके बाद, आप पीपीयू और यूएसबी इंटरफेस के बीच एक माइक्रोकंट्रोलर रख सकते हैं, और पीसी से इंटरफ़ेस कनेक्ट कर सकते हैं, जो एनकोडर को सभी बाहरी वीडियो मेमोरी रजिस्टर और पीपीयू को प्रोग्राम करने की अनुमति देगा। इसके अलावा, एनकोडर मैन्युअल रूप से PPU घड़ी चक्रों को नियंत्रित करने में सक्षम होगा और प्रत्येक घड़ी चक्र में I / O कनेक्टर्स, रजिस्टरों और PPU मेमोरी में परिणामी संकेतों को पढ़ेगा।

सॉफ्टवेयर एमुलेटर को संशोधित करके ताकि यह I / O कनेक्टर्स के समान आंतरिक मूल्यों को उत्पन्न करे, हम सीधे वास्तविक हार्डवेयर की तुलना एमुलेशन के साथ कर सकते हैं, यहां तक कि वास्तविक समय में भी। हालाँकि, यह बहुत कठिन काम होगा क्योंकि हम अभी तक आंतरिक पीपीयू संचालन को नहीं देख सकते हैं।

आवरण हटाना

अंतिम, सबसे चरम समाधान चिप कवर को हटाकर क्रिस्टल का अध्ययन करना है। हमारे पास पहले से ही 20x आवर्धन के साथ क्रिस्टल स्कैन हैं, लेकिन उनका रिज़ॉल्यूशन व्यक्तिगत लॉजिक सर्किट का विश्लेषण और पुन: निर्माण करने के लिए पर्याप्त नहीं है, जैसा कि विज़ुअल 6502 प्रोजेक्ट में किया गया था । यदि हम 100 गुना वृद्धि के साथ दोनों पीपीयू के क्रिस्टल के स्कैन प्राप्त कर सकते हैं, तो हम पीपीयू सर्किट को संकलित करने और उन्हें कनेक्शन टेबल या वीएचडीएल कोड में बदलने की कड़ी मेहनत शुरू कर सकते हैं। फिर उन्हें सीधे FPGA में उपयोग किया जा सकता है, साथ ही साथ उन्हें C ++ या किसी अन्य प्रोग्रामिंग भाषा में पोर्ट किया जा सकता है, जो सॉफ्टवेयर एमुलेटर बनाने के लिए लागू होता है।

एक विशेषज्ञ ने जो मुझे पहले किया था उसने मुझे एक मोटा अनुमान दिया: दोनों पीपीयू को मैप करने में लगभग 600 घंटे लगेंगे। यह कार्य "चलो धन उगाहने और किसी को भुगतान करने के द्वारा धन इकट्ठा करते हैं" के स्तर से बहुत अधिक है, और आदर्श रूप से श्रेणी में आता है "चलो आशा करते हैं कि कोई व्यक्ति जो कौशल के एक अद्वितीय सेट के साथ बहुत प्रतिभाशाली है, वह स्वेच्छा से हमारी मदद करना चाहेगा"।

बेशक, इसका मतलब यह नहीं है कि मैं किसी को उनकी मदद के लिए वित्तीय रूप से पुरस्कृत करने में खुश नहीं होगा, मैं आवश्यक विवरण और काम के लिए भुगतान कर सकता हूं।

सहायता के लिए आग्रह

संक्षेप में: मैं अपने SNES एमुलेटर प्रोजेक्ट में जितना संभव हो सका, और मुझे इस अंतिम कार्य को पूरा करने के लिए मदद की आवश्यकता है। यदि आपने अंत तक पढ़ा है, तो आप मदद करना चाह सकते हैं! GitHub पर bsnes परियोजना में भागीदारी या PPU चिप्स के आंतरिक कामकाज पर किसी भी शोध प्रलेखन सहित कोई भी समर्थन, हमारे लिए अमूल्य साबित होगा!

पढ़ने के लिए और आपके समर्थन के लिए धन्यवाद! एसएनईएस अनुकरण समुदाय का सदस्य बनना पंद्रह वर्षों के लिए मेरे लिए सम्मान की बात है।

एसएनईएस पूर्णता से कुछ ही पिक्सेल दूर एमुलेटर