2P by neo 2달전 | favorite | 댓글 1개

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모델

  • 원래의 게임 보이는 일본에서 1989년 4월 21일, 미국에서 1989년 7월 31일, 유럽에서 1990년 9월 28일에 출시됨.
  • 다음 세대의 후속작인 게임 보이 컬러는 일본에서 1998년 10월 21일, 북미에서 1998년 11월 18일, 유럽에서 1998년 11월 23일에 출시됨.

마더보드

  • 원본
    • 마킹됨

다이어그램

  • 원래 게임 보이의 주요 아키텍처 다이어그램

간단한 소개

  • 게임 보이는 제한된 성능을 가진 휴대용 NES로 상상할 수 있으나, 매우 흥미로운 새로운 기능을 포함하고 있음.

무지개 분석

  • 이 콘솔의 엄청난 인기로 인해 다양한 리비전(예: 게임 보이 포켓, 라이트, 슈퍼 닌텐도 카트리지 형태 등)이 등장함.
  • 게임 보이 브랜드는 두 세대를 아우름.
  • 4세대에는 흑백 게임 보이와 그 리비전이 있고, 다음 세대에는 게임 보이 컬러가 있음(버추얼 보이의 종말 후 출시됨).
  • 이 글은 두 세대 모두를 다루므로 결국 게임 보이의 작동 방식과 기술이 어떻게 진화하여 게임 보이 컬러가 되었는지에 대한 좋은 이해를 얻게 될 것임.

CPU

  • 닌텐도는 여러 개의 현장에서 구할 수 있는 칩을 마더보드에 배치하는 대신, 대부분의 구성 요소를 담고(숨기고) 있는 단일 칩 디자인을 선택함.
  • 이러한 칩을 System On Chip (SoC)이라고 하며, 이 경우에는 이 콘솔을 위해 특별히 제작되어 닌텐도의 요구 사항(전력 효율, 안티-파이러시, 추가 I/O 등)에 맞춤.
  • 이 칩은 소매 카탈로그에서 찾을 수 없으므로 당시 경쟁자들이 클론을 만드는 데 더 어려움을 겪음.
  • 게임 보이에 사용된 SoC는 DMG-CPU 또는 Sharp LR35902로 불리며, Sharp Corporation에서 제조함.
  • 이 회사는 닌텐도와 밀접한 관계를 유지하고 있음.

CPU 코어

  • DMG-CPU 내부의 주요 프로세서는 Sharp SM83이며, Z80(세가 마스터 시스템에 사용된 CPU)과 인텔 8080 사이의 혼합임.
  • 4.19 MHz의 속도로 작동하며, 이는 평균 1-MHz CPU보다 빠름.
  • SM83은 Z80의 IX 또는 IY 레지스터나 8080의 IN 또는 OUT 명령어를 포함하지 않음. 즉, I/O 포트를 사용할 수 없음.
  • 인텔 8080의 레지스터 세트만 구현되어 있으므로, Z80의 16개 레지스터와 달리 8개의 범용 레지스터만 있음.
  • Z80의 확장 명령어 세트 중 일부(비트 조작 명령어만)를 포함함.
  • Sharp는 Z80이나 8080에 없는 몇 가지 새로운 명령어를 추가함. 이는 닌텐도/Sharp가 하드웨어를 구성한 방식과 관련된 특정 작업을 최적화함.

컬러 효과

  • 거의 10년 후, 버추얼 보이와 그 혁신적인 하드웨어를 버린 후, 겸손한 후속작인 게임 보이 컬러가 등장함.
  • 내부에는 몇 가지 추가 사항을 포함한 새로운 SoC인 CPU CGB가 있으며, SM83 CPU 코어는 동일하나 클록 속도가 두 배로 증가함(이제 ~8.38 MHz에서 작동).
  • 개발자들은 새 콘솔을 프로그래밍하기 위해 현재의 기술을 재사용할 수 있고, 새로운 아키텍처에 맞게 시스템을 재설계할 필요 없이 비용을 절약할 수 있으며, 상당한 노력 없이도 하위 호환성을 가능하게 함.
  • CPU CGB는 두 가지 작동 모드를 구현함:
    • 일반 모드: SM83이 ~4.19 MHz에서 작동함.
    • 듀얼-스피드 모드: SM83이 ~8.38 MHz에서 작동함.

하드웨어 액세스

  • SM83은 8비트 데이터 버스16비트 주소 버스를 유지하므로 최대 64 KB의 메모리를 주소 지정할 수 있음.
  • 메모리 맵은 주로 다음 엔드포인트로 구성됨:
    • 게임 팩(게임 카트리지) 공간.
    • 작업 RAM(WRAM), 고 RAM(HRAM) 및 디스플레이 RAM(VRAM).
    • I/O(조이패드, 오디오, 그래픽, LCD).
    • 인터럽트 컨트롤.

메모리 사용 가능

  • 닌텐도는 마더보드에 8 KB의 RAM을 장착함. 이는 일반적인 용도로 사용됨(이를 Work RAM 또는 'WRAM'이라고 함).
  • SoC 내부에는 추가로 127 B의 RAM이 있으며, 이는 즉각적인 접근이 필요한 데이터를 위한 작은 공간을 제공함(예: 스택).

그래픽

  • 모든 그래픽 계산은 CPU에서 수행되며, 그 후 Picture Processing Unit 또는 'PPU'가 이를 렌더링함.
  • 통합 LCD 화면에 표시되며, 해상도는 160×144 픽셀이고, 흑백 게임 보이의 경우 4가지 회색 음영(흰색, 밝은 회색, 어두운 회색, 검정색)을 표시함.

내용 구성

  • PPU는 8 KB의 VRAM 또는 '디스플레이 RAM'에 연결되어 있으며, CPU에게도 조정된 접근을 제공함.
  • 게임은 다양한 영역에 올바른 유형의 데이터를 채우는 책임이 있음.

프레임 구성

  • PPU가 화면에 물건을 그리는 방법을 살펴보면, _슈퍼 마리오 랜드 2_를 예로 들 수 있음.

타일

  • PPU는 그래픽을 렌더링하기 위한 기본 재료로 타일을 사용함.
  • 타일은 8x8 비트맵으로 VRAM의 타일 세트 또는 '타일 패턴 테이블'이라는 영역에 저장됨.

배경 레이어

  • 배경 레이어는 256x256 픽셀 (32x32 타일) 맵으로 정적 타일을 포함함.
  • 화면에 표시되는 부분은 게임이 선택하며, 게임 플레이 중에 보이는 영역을 이동시킬 수 있음.

윈도우

  • 윈도우는 배경과 스프라이트 위에 표시되는 160x144 픽셀 레이어로, 이 레이어는 스크롤되지 않음.

스프라이트

  • 스프라이트는 화면 주위를 독립적으로 이동할 수 있는 타일임.
  • 이 레이어는 투명이라는 추가 색상을 사용/요구함.

결과

  • 프레임이 완성되면 다음 프레임으로 넘어감.

비밀과 제한 사항

  • 윈도우 레이어와 추가 인터럽트의 도입으로 새로운 유형의 콘텐츠와 효과가 가능해짐.

컬러 추가 사항

  • 게임 보이 컬러의 PPU는 원본의 상위 집합으로 작동함.

오디오

  • 오디오 시스템은 Audio Processing Unit (APU), 4채널의 PSG 칩으로 수행됨.

기능

  • 네 채널 각각은 단일 유형의 파형에 예약됨:
    • 펄스
    • 노이즈
    • 웨이브

비밀과 제한 사항

  • 믹서는 스테레오 사운드를 출력하므로 채널을 왼쪽 또는 오른쪽에 할당할 수 있음.

운영 체제

  • NES와 달리 게임 보이는 항상 내부 256 바이트 ROM에서 부팅하도록 설계되었으며, 그 후에 게임 코드로 점프함.

게임

  • 게임은 어셈블리로 작성되며 최대 크기는 32 KB임.

외부 통신

  • 게임 보이 링크 케이블을 사용하여 다른 게임 보이와 통신할 수 있음.

안티-파이러시

  • 콘솔은 게임을 바로 실행하지 않고, 비인가 카트리지의 실행을 방지하고 카트리지가 올바르게 삽입되었는지 확인하는 일련의 검사를 수행함.

GN⁺의 의견

  • 게임 보이의 기술적 진화는 휴대용 게임 콘솔의 역사에서 중요한 발전을 나타냄.
  • 닌텐도의 SoC 접근 방식은 하드웨어 설계에서 혁신적이었으며, 경쟁사들이 클론을 만드는 것을 어렵게 만듦.
  • 게임 보이 컬러의 하위 호환성은 개발자와 사용자 모두에게 큰 이점을 제공함.
Hacker News 의견
  • 오리지널 게임 보이 개발의 놀라운 점은 당시 구페이 요코이의 팀이 상당한 의심을 받았다는 것임. 버스나 화장실에서 게임을 하는 것이 불편할 것이라는 의견이 있었음. 그들의 비전은 단순한 기술을 사용하여 간단하고 짧은 게임을 제공하는 기기를 만드는 것이었음. 이 팀은 모바일 게임을 시작한 주역임.
  • 게임 보이 컬러에 대한 언급이 있었지만, 카트리지 크기가 1MB라는 부분은 수정되지 않았음. 일부 GBC 게임은 4MB 크기에 달함. 또한, 8MB 크기의 기차 게임도 있으며, 짧은 비디오와 고화질 이미지가 포함되어 있음.
  • 포켓몬 오디오를 사용한 데모에 감사함. 추억의 여행이었음.
  • 게임 보이는 지금까지 가장 좋아하는 콘솔임. 현재 ASM(어셈블리 언어)으로 핀볼 던전 크롤러 게임을 개발 중임. 하드웨어는 이해하기 쉽고, 제한 사항이 창의성을 요구함.
  • 현재 우리는 누구나 필요한 부품과 PCB를 구입하여 게임 보이를 재현할 수 있는 시대에 살고 있는지 궁금함.
  • 게임 보이 아키텍처를 배움으로써 무엇을 할 수 있을지, 혹시 지구를 해킹할 계획인가?
  • 게임 보이에 대한 전체 책이 있으나, 아쉽게도 영어로 번역되지 않았음. 스페인어로 구입함. 창작자들의 독특한 인터뷰가 수록되어 있음.