WonderSwan/Программирование

Ассемблеры

• nasm (16-битный)

Инструменты

• bmp2swan - конвертер 16-цветного BMP-файла в тайлы, палитру и карту. Поддерживается отражение по вертикали и горизонтали.
• SwanLayer Merger - инструмент для объединения данных, нужен в случае, когда на изображение требуется больше 16 цветов: нужно разделить изображения на несколько 16-цветных BMP, сконвертировать при помощи bmp2swan, затем в SwanLayer Merger объединить данные и создать общие карту, набор плиток и палитры.
• WonderSwan Total Sound Driver (WTD)

Эмуляторы

• Cygne Tracer (с дебаггером)
• Другие эмуляторы

Хоумбрю

• Swan-Driving (с исходниками)
• Swan-Driving (ч/б версия) (с исходниками)
• демо от Orion (с исходниками)

Описание

• http://cygne.emuunlim.com/files/wstech21.txt
• http://daifukkat.su/docs/wsman/

gray

Процессор

Процессорное ядро - NEC V30 MZ на частоте 3.072 Мгц.

NEC V30 MZ - убыстрённая версия V30 с внутренним конвеером (16 байтовый буфер предварительной загрузки). V30MZ примерно в 4 раза быстрее V30. V30 в свою очередь является клоном Intel 8086, но работает на 30% быстрее его, может эмулировать Intel 8080 и содержит собственные инструкции.

В V30 MZ выборка команд, их декодирование и выполнение инструкций выполняется параллельно. По этой причине сложно определить, какая часть программы в настоящее время выполняется путём контроля ввода адресной шины для выборки кода команды.

Если дана команда условного перехода, даже если не выполняются ответвления, адрес назначения перехода выбирается предварительно (1 раз), и поэтому дальнейший мониторинг программы затруднён.

V30 MZ имеет 8 очередей предварительной выборки (16 байт)

Между V30MZ и V30 есть несколько отличий, например, неподдерживаемые опкоды, другая обработка флагов после mul/div.

V30 MZ имеет 20-разрядную адресную шину, 16-разрядную шину данных (вход/выход разделены).

Память

Клик

Память разделена на сегементы по 64 Кбайт:

• 0 - RAM - 16 Кбайт для WonderSwan / 64 Кбайт для WonderSwan Color
• 1 - SRAM - 256 Кбайт (32х8) - BSI device BS62LV256TC
• 2 - ROM bank (начальный банк = последний)
• 3 - ROM bank (начальный банк = последний)
• 4 - ROM bank (начальный банк = последний - 11)
• 5 - ROM bank (начальный банк = последний - 10)
• 6 - ROM bank (начальный банк = последний - 9)
• 7 - ROM bank (начальный банк = последний - 8)
• 8 - ROM bank (начальный банк = последний - 7)
• 9 - ROM bank (начальный банк = последний - 6)
• A - ROM bank (начальный банк = последний - 5)
• B - ROM bank (начальный банк = последний - 4)
• C - ROM bank (начальный банк = последний - 3)
• D - ROM bank (начальный банк = последний - 2)
• E - ROM bank (начальный банк = последний - 1)
• F - ROM bank (начальный банк = последний)

Сегменты 2-$F переключаются с помощью портов :

$C2 - Cегмент 2. Значение, записанное в порт - номер ROM-банка. $FF означает последний ROM-банк, $FE = последний - 1 .. так далее.
$C3 - Cегмент 3. Аналогично
$C0 - Cегменты 4-$F. Биты 0...3 порта $C0 - это биты 4...7 номера ROM-банка в сегментах 4-$F. Биты 0...3 берутся из номера сегмента, например, IO[$C0]=$4E -> сегмент 9 содержит ROM bank $E9.

Карта памяти

Адрес	Содержит	Шина	Время доступа
000000h-00FFFFh	Встроенное ОЗУ	16-bit	1 цикл
Пояснение: Для WS и WSC: 000000h - 001FFFh - Встроенное ОЗУ (область 16 Кбайт) 002000h - 003FFFh - 4-цветные тайлы Только для WSC: 004000h - 007FFFh - банк 0 16-цветных тайлов 008000h - 00BFFFh - банк 1 16-цветных тайлов 00C000h - 00FDFFh - Встроенное ОЗУ (дополнительная область для WSC) 00FE00h - 00FFFFh - палитры
010000h-01FFFFh	SRAM картриджа	8-bit	3 цикла в WS-режиме, 1 цикл в WSC-режиме
020000h-02FFFFh	Банк памяти картриджа 0	16-bit	1 цикл
030000h-03FFFFh	Банк памяти картриджа 1	16-bit	1 цикл
040000h-0FFFFFh	Банк памяти картриджа 2	16-bit	1 цикл

Всё пространство от 010000h находится на картридже, который управляет банками памяти, доступом к SRAM и т.д.

Запись возможно только во встроенную ОЗУ и ОЗУ в картридже. Запись в ПЗУ картриджа невозможна. При этом это обеспечивается не маппером картриджа, а SoC консоли.

Можно попытаться получить доступ за пределами 20-битного адресного пространства (переполнение адресов), злоупотребив сегментацией. Поскольку в процессоре отсутствует линия A20, будет осуществлён к началу карты адресов.

Процессор использует формат памяти little-endian. Таким образом, при доступе к 16- или 32-битным данным в памяти наименее значимым байтом является первый байт, а наиболее значимым - последний. Точно так же, как в x86-процессорах, Z80 и других.

Внутренняя SRAM синхронизируется c input clock на частоте 12.288 Мгц, затем разделяется на 4 слота доступа, для обеспечения одновременного доступа периферийным устройствам без остановки. Порядок слотов неизвестен, в связи с чем может быть затруднено их использование для сложных программных трюков.

Слоты доступа:

• ЦП, DMA, Sprite DMA
• звуковое оборудование
• тайлы
• палитры

ЦП и DMA совместно используют один слот. Механизм работы DMA приостанавливает работу ЦП и работает на скорости /4. Sprite DMA, вероятно, тоже приостанавливает работу ЦП и находится в том же слоте.

Звуковое оборудование использует отдельный слот. Вероятно, считывает 16-битные слова в циклическом порядке (канал 1,2,3,4) в отдельные буферы каждый цикл и переносит данные (выборка 4-битная, требуется 4 цикла для заполнения 16-битного слова). Это объясняет задержку при запуске звукового оборудования - оно должно загрузить все буферы перед запуском для предотвращения вывода мусора.

Тайлы и карта тайлов находятся в отдельном слоте. Неизвестно, в какой момент копируются данные. Требуются тесты.

Палитровое ОЗУ должно иметь собственный слот, так как pixel clock /4. Каждый цикл 16-битное слово считывается из палитрового ОЗУ и выводится на экран.

Порты ввода/вывода

Клик

Порт	Доступ	Маска	Название	Описание
000h	RW	00******	REG_DISP_CTRL	Управление дисплеем Биты: 0 - BG включен 1 - FG включен 2 - спрайты включены 3 - спрайтовое окно включено 4,5 - FG-окно 0 0 - слой FG отображается внутри и снаружи зоны окна 0 1 - ?? 1 0 - слой FG отображается только внутри окна 1 1 - слой FG отображается за пределами окна.
001h	RW	00000*** (WS) ******** (WSC)	REG_BACK_COLOR	Определяет цвет фона Биты: WS: 0-2 - цвет фона из пула WSC: 0-3 - цвет фона, 4-7 палитра фона
002h	R	********	REG_LINE_CUR	Отображение текущей строки
003h	RW	********	REG_LINE_CMP	Сравнение линий (для прерывания обнаружения рисованной линии)
004h	RW	000***** (WS) 00****** (WSC)	REG_SPR_BASE	Определяет базовый адрес для таблицы спрайтов. Чтобы получить адрес таблицы, сдвиньте значение влево 9 раз: х хххххх0 00000000
005h	RW	0*******	REG_SPR_FIRST	Определяет номер спрайта для начала рисования
006h	RW	********	REG_SPR_COUNT	Количество спрайтов для рисования. Любое значение выше 080h действует как 080h.
007h	RW	0***0*** (WS) ******** (WSC)	REG_MAP_BASE	Базовый адрес тайловых карт Формат: Биты 7-0 : ffffbbbb Биты 7-4 - Определение FG (адрес - 0ffff000 00000000) Биты 3-0 - Определение BG (адрес - 0bbbb000 00000000)
008h	RW	********	REG_SCR2_WIN_X0	Определение X верхнего левого угла окна FG
009h	RW	********	REG_SCR2_WIN_Y0	Определение Y верхнего левого угла окна FG
00Ah	RW	********	REG_SCR2_WIN_X1	Определение X нижнего правого угла окна FG
00Bh	RW	********	REG_SCR2_WIN_Y1	Определение Y нижнего правого угла окна FG
00Ch	RW	********	REG_SPR_WIN_X0	Определение X верхнего левого угла окна спрайтов
00Dh	RW	********	REG_SPR_WIN_Y0	Определение Y верхнего левого угла окна спрайтов
00Eh	RW	********	REG_SPR_WIN_X1	Определение X нижнего правого угла окна спрайтов
00Fh	RW	********	REG_SPR_WIN_Y1	Определение Y нижнего правого угла окна спрайтов
010h	RW	********	REG_SCR1_X	Скролл BG по оси X
011h	RW	********	REG_SCR1_Y	Скролл BG по оси Y
012h	RW	********	REG_SCR2_X	Скролл FG по оси X
013h	RW	********	REG_SCR2_Y	Скролл FG по оси Y
014h	RW	******** (WS) ****00** (WSC) 0000000* (SC)	REG_LCD_CTRL	Бит 0 включает и выключает дисплей. Фукнкция остальных бит зависит от системы: WonderSwan: 1-7 - ??? WonderSwan Color: 4-7 - ??? 1 - контраст (0 - низкий, 1 - высокий) SwanCrystal 1-7 - 0
015h	RW	00******	REG_LCD_ICON	Иконки. Биты: 5 - большой круг 4 - средний круг 3 - маленький круг 2 - положение иконки по горизонтали 1 - положение иконки по вертикали 0 - индикатор сна
016h	RW	********	REG_LCD_VTOTAL	Дисплейное прерывание VTOTAL. Влияет на все видеотайминги. Начальное значение 09Eh. При установке значения на 255 дисплей отключается. Установка значения меньше 143 прекращает вызов прерывания VBLANK и вызывает повторение первых строк VTOTAL на дисплее. На SwanCrystal установка нечётных значений в регистре приводит к плохой работе дисплея: сканлайн, размытие, временное выгорание.
017h	RW	********	REG_LCD_VSYNC	Вероятно, положение VSYNC На SwanCrystal регистр нулевой. Начальное значение - 09Bh Должен быть больше 144 или меньше, чем VTOTAL, иначе дисплей выключится (?).
018h	--
019h	--
01Ah	????
01Bh	--
01Ch	RW	********	REG_PALMONO_POOL_0	Выбор пула монохромной палитры Биты: 4-7 - Цвет (reg*2)+1 0-3 - Цвет (reg*2)+0
01Dh	RW		REG_PALMONO_POOL_1
01Eh	RW		REG_PALMONO_POOL_2
01Fh	RW		REG_PALMONO_POOL_3
020h	RW	0***0*** 0***0***	REG_PALMONO_0 (Low)	Монохромная палитра. Биты: 12-14 - цвет 3 8-10 - цвет 2 4-6 - цвет 1 0-2 - цвет 0
021h	RW		REG_PALMONO_0 (High)
022h	RW		REG_PALMONO_1 (Low)
023h	RW		REG_PALMONO_1 (High)
024h	RW		REG_PALMONO_2 (Low)
025h	RW		REG_PALMONO_2 (High)
026h	RW		REG_PALMONO_3 (Low)
027h	RW		REG_PALMONO_3 (High)
028h	RW		REG_PALMONO_4 (Low)
029h	RW		REG_PALMONO_4 (High)
02Ah	RW		REG_PALMONO_5 (Low)
02Bh	RW		REG_PALMONO_5 (High)
02Ch	RW		REG_PALMONO_6 (Low)
02Dh	RW		REG_PALMONO_6 (High)
02Eh	RW		REG_PALMONO_7 (Low)
02Fh	RW		REG_PALMONO_7 (High)
030h	RW		REG_PALMONO_8 (Low)
031h	RW		REG_PALMONO_8 (High)
032h	RW		REG_PALMONO_9 (Low)
033h	RW		REG_PALMONO_9 (High)
034h	RW		REG_PALMONO_A (Low)
035h	RW		REG_PALMONO_A (High)
036h	RW		REG_PALMONO_B (Low)
037h	RW		REG_PALMONO_B (High)
038h	RW		REG_PALMONO_C (Low)
039h	RW		REG_PALMONO_C (High)
03Ah	RW		REG_PALMONO_D (Low)
03Bh	RW		REG_PALMONO_D (High)
03Ch	RW		REG_PALMONO_E (Low)
03Dh	RW		REG_PALMONO_E (High)
03Eh	RW		REG_PALMONO_F (Low)
03Fh	RW		REG_PALMONO_F (High)
040h	RW	******** *******0	REG_DMA_SRC (Low)	Адрес источника DMA, как линейный адрес (младшие 16 бит). Обновляется после каждой передачи
041h	RW		REG_DMA_SRC (Mid)
042h	RW	0000****	REG_DMA_SRC_HI	Адрес источника DMA, как линейный адрес (старшие 4 бита). Обновляется после каждой передачи
043h	--
044h	RW	******** *******0	REG_DMA_DST (Low)	Адрес назначения DMA IRAM, как линейный адрес. Обновляется после каждой передачи
045h	RW		REG_DMA_DST (High)
046h	RW	******** *******0	REG_DMA_LEN (Low)	Размер передачи DMA в байтах. Обновляется после каждой передачи
047h	RW		REG_DMA_LEN (High)
048h	RW	**000000	REG_DMA_CTRL	Управление передачей DMA. Биты: 7 - стоп/старт передачи. Когда передача закончена, бит принимает значение 0. 6 - шаг адреса (0 = увеличение, 1 = уменьшение)
049h	--
04Ah	RW	******** ********	REG_SDMA_SRC (Low)	Адрес источника Sound DMA как линейный адрес (младшие 16 битов). Обновляется после каждой передачи
04Bh	RW		REG_SDMA_SRC (Mid)
04Ch	RW	******** ********	REG_SDMA_SRC_HI	Адрес источника Sound DMA как линейный адрес (старшие 4 бит). Обновляется после каждой передачи
04Dh	--
04Eh	RW	******** ********	REG_SDMA_LEN (Low)	Размер передачи Sound DMA в байтах (младшие 16 бит). Обновляется после каждой передачи
04Fh	RW		REG_SDMA_LEN (Mid)
050h	RW	0000****	REG_SDMA_LEN_HI	Размер передачи Sound DMA в байтах (старшие 4 бит). Обновляется после каждой передачи
051h	--
052h	RW	**0*****	REG_SDMA_CTRL	Управление передачей Sound DMA Биты: 7 - стоп/старт передачи. Когда передача закончена, бит принимает значение 0. В случае зацикливания бит не сбрасывается сам по себе. 6 - шаг адреса (0 = увеличение, 1 = уменьшение) 4 - Порт назначения (0 = REG_SND_CH2_VOL, 1 = REG_SND_HYPERVOICE) 3 - цикл 2 - ??? 0-1 - темп 0 CLK/768 (4000kHz) 1 CLK/512 (6000kHz) ? 2 CLK/256 (12000kHz) ? 3 CLK/128 (24000kHz) ?
053h	---
054h	---
055h	---
056h	---
057h	---
058h	---
059h	---
05Ah	---
05Bh	---
05Ch	---
05Dh	---
05Eh	---
05Fh	---
060h	RW	***0*0**	REG_DISP_MODE	Режим отображения Биты: 7 - количество цвето в плитках (0 = 4 цвета, 1 = 16 цветов) 6 - режим отображения (0=WS, 1=WSC) 5 - формат тайлов (0=packed, как в Mega Drive, или 1=layered, как в Game Gear)
061h	---
062h	RW	0000000* (WSC) 1000000* (SC)	REG_WSC_SYSTEM	Отсутствует на WonderSwan. Содержит информацию, система является WonderSwan color или SwanCrystal. Также можно позволяет выключить питание. Биты: 7 - система (0=WonderSwan Color, 1=SwanCrystal) 0 - значение 1 отключает систему.
063h	---
064h	---
065h	---
066h	---
067h	---
068h	---
069h	---
06Ah	RW	********	REG_HYPER_CTRL	Hypervoice. Регистр связан с REG_HYPER_CHAN_CTRL Биты: 7 - включено 4-6 - ??? 2-3 режим масштабирования 0 data <<3-vol 1 data <<3-vol | (- 0x100 << 3-vol) 2 data <<3-vol 3 данные <<3 0-1 = громкость
06Bh	RW	0**0****	REG_HYPER_CHAN_CTRL	Hypervoice. Регистр связан с REG_HYPER_CTRL Биты: 6 - включает правый канал 5 - включает левый канал 0-3 - ???
06Ch	---
06Dh	---
06Eh	---
06Fh	---
070h	R		REG_UNK_70	Присутствует только на SwanCrystal. Имеет значение 0D0h
071h	R	RRRRRRRR	REG_UNK_71	Присутствует только на SwanCrystal. Имеет значение 077h
072h	R	RRRRRRRR	REG_UNK_72	Присутствует только на SwanCrystal. Имеет значение 0F7h
073h	R	RRRRRRRR	REG_UNK_73	Присутствует только на SwanCrystal. Имеет значение 006h
074h	R	RRRRRRRR	REG_UNK_74	Присутствует только на SwanCrystal. Имеет значение 0E2h
075h	R	RRRRRRRR	REG_UNK_75	Присутствует только на SwanCrystal. Имеет значение 00Ah
076h	R	RRRRRRRR	REG_UNK_76	Присутствует только на SwanCrystal. Имеет значение 0EAh
077h	R	RRRRRRRR	REG_UNK_77	Присутствует только на SwanCrystal. Имеет значение 0EEh
078h	---
079h	---
07Ah	---
07Bh	---
07Ch	---
07Dh	---
07Eh	---
07Fh	---
080h	RW	00000*** ********	REG_SND_CH1_PITCH (Low)	Значение частоты канала
081h	RW		REG_SND_CH1_PITCH (High)
082h	RW		REG_SND_CH2_PITCH (Low)
083h	RW		REG_SND_CH2_PITCH (High)
084h	RW		REG_SND_CH3_PITCH (Low)
085h	RW		REG_SND_CH3_PITCH (High)
086h	RW		REG_SND_CH4_PITCH (Low)
087h	RW		REG_SND_CH4_PITCH (High)
088h	RW	********	REG_SND_CH1_VOL	Громкость канала Биты: 4-7 - громкость слева 0-3 - громкость справа Для Voice весь регистр является значением PCM
089h	RW		REG_SND_CH2_VOL
08Ah	RW		REG_SND_CH3_VOL
08Bh	RW		REG_SND_CH4_VOL
08Ch	RW	********	REG_SND_SWEEP_VALUE	Значение sweep для канала 3 в режиме sweep
08Dh	RW	000*****	REG_SND_SWEEP_TIME	Тайминг sweep для канала 3 в режиме sweep
08Eh	RW	000*****	REG_SND_NOISE	Настройка шума для канала 4 в шумовом режиме. При изменении режима шума нужно также установить бит сброса. Биты: 4 - вкл/выкл 3 - сброс 0-2 - режим
08Fh	RW	********	REG_SND_WAVE_BASE	Указатель на волновую таблицу. Значение регистра должно быть по адресу >> 6.
090h	RW	***0****	REG_SND_CTRL	Включает каналы и меняет режим их работы Биты: 7 - режим канала 4 (0=Wave, 1=Noise) 6 - режим канала 3 (0=No Sweep, 1=Sweep) 5 - режим канала 2 (0=Wave, 1=Voice) 4 - не используется 3 - канал 4 работает 2 - канал 3 работает 1 - канал 2 работает 0 - канал 1 работает
091h	RW	R000****	REG_SND_OUTPUT	Выходной контроль Биты: 7 - подключение наушников 3 - наушники вкл. 1-2 Сдвиг громкости основного динамика. Значение, отправленное на ШИМ динамика, сдвигается на это количество бит вниз 0 - основной динамик вкл.
092h	R	0RRRRRRR RRRRRRRR	REG_SND_RANDOM (Low)	Текущее значение шума LFSR
093h	R		REG_SND_RANDOM (High)
094h	RW	0000****	REG_SND_VOICE_CTRL	Стереэффект PCM voice Биты полной громкости переопределяют биты половинной громкости. Биты: 3 - Левый канал вкл. (половинная громкость) 2 - Левый канал вкл. (полная громкость) 1 - Правый канал вкл. (половинная громкость) 0 - Правый канал вкл. (полная громкость)
095h	RW	********	REG_SND_HYPERVOICE	Неизвестно. Вероятно, Hypervoice-семплы
096h	RW	000000** ******** (WS) 00000000 00000000 (WSC+SC)	REG_SND_9697 (Low)	Неизвестно
097h	RW		REG_SND_9697 (High)
098h	RW	000000** ******** (WS) 00000000 00000000 (WSC+SC)	REG_SND_9899 (Low)	Неизвестно
099h	RW		REG_SND_9899 (High)
09Ah	R	00000111 (WS) 00000000 (WSC+SC)	REG_SND_9A	Неизвестно
09Bh	R	11111110 (WS) 00000000 (WSC+SC)	REG_SND_9B	Неизвестно
09Ch	R	11111111 (WS) 00000000 (WSC+SC)	REG_SND_9C	Неизвестно
09Dh	R	11111111 (WS) 00000000 (WSC+SC)	REG_SND_9D	Неизвестно
09Eh	R	000000**	REG_SND_9E	Неизвестно
09Fh	---
0A0h	RW	+000**0+ (WS) +000**1+ (SC/WSC) +++++*1+ (SC в WS mode)	REG_HW_FLAGS	Единственным реальным использованием этого регистра является проверка системы с цветом. Биты: 7 - System BIST passed (заблокировано) 4-6 - Неизвестно, что SC в режиме WS 3 - скорость ПЗУ картриджей (0=3 цикла, 1=1 цикл) 2 - Разрядность внешней шины (0=8bit, 1=16bit). Большинство 1 - система (0=WonderSwan, 1=WonderSwan Color) 0 BIOS bank out (заблокировано) (0=BIOS mapped, 1=Cart mapped)
0A1h	---
0A2h	RW	0000****	REG_TMR_CTRL	Управление таймеров Биты: 3 - режима таймера V-Blank (0=один раз, 1=автоповтор) 2 - таймер V-Blank вкл/выкл 1 - режима таймера H-Blank (0=один раз, 1=автоповтор) 0 - таймер H-Blank Timer вкл/выкл
0A3h	???
0A4h	RW	******** ********	REG_HTMR_FREQ (Low)	Частота таймера H-Blank
0A5h	RW		REG_HTMR_FREQ (High)
0A6h	RW	******** ********	REG_VTMR_FREQ (Low)	Частота таймера V-Blank
0A7h	RW		REG_VTMR_FREQ (High)
0A8h	R	RRRRRRRR RRRRRRRR	REG_HTMR_CTR (Low)	Текущее значение счётчика таймера H-Blank
0A9h	R		REG_HTMR_CTR (High)
0AAh	R	RRRRRRRR RRRRRRRR	REG_VTMR_CTR (Low)	Текущее значение счётчика таймера V-Blank
0ABh	R		REG_VTMR_CTR (High)
0ACh	???
0ADh	---
0AEh	---
0AFh	---
0B0h	RW	*******0 (WSC + SC) *****011 (WS)	REG_INT_BASE	Смещение номера прерывания для аппаратных прерываний. Нижние 3 бита игнорируются аппаратным обеспечением генерации прерываний, поэтому их можно игнорировать. Фактические сгенерированные номера прерываний: (REG_INT_BASE & 0F8h) / intnum
0B1h	RW	********	REG_SER_DATA	Байты связи. Используются как для передачи, так и для приема
0B2h	RW	********	REG_INT_ENABLE	Включение аппаратных прерываний. Биты: 7 - таймер HBlank 6 - начало VBlank 5 - таймер VBlank 4 - Обнаружение рисования линий 3 - Последовательный приём данных 2 - RTC Alarm 1 - Нажатие кнопок 0 - Последовательная передача данных
0B3h	RW	**R00RRR	REG_SER_STATUS	Статус передачи и направление Биты: 7 - Включение передачи 6 - Скорость передачи (0=9600, 1=38400) 5 - Сброс Переполнения 2 - Отправка пустого буфера/завершение передачи 1 - Переполнение/ошибка 0 - Завершение приёма
0B4h	R	RRRRRRRR	REG_INT_STATUS	Битовая маска для текущих вызваннных аппаратных прерываний. Используемые биты совпадают с номерами прерываний. REG_INT_ENABLE не влияет на этот регистр.
0B5h	RW	0***RRRR	REG_KEYPAD	Кнопки управления Биты: Запись/чтение 6 - чтение кнопок 5 - чтение X-кнопок 4 - чтение Y-кнопок Чтение: 3 - B, X4, Y4 2 - A, X3, Y3 1 - Start, X2, Y2 0 - X1, Y1
0B6h	W	WWWWWWWW	REG_INT_ACK	Подтверждение прерывания. Каждый установленный бит будет подтверждать соответствующее прерывание, очищенные биты не действуют. REG_INT_ENABLE не влияет на этот регистр. Чтение этого регистра возвращает 0. Биты: 7 - таймер HBlank 6 - начало VBlank 5 - таймер VBlank 4 - Обнаружение рисования линий 3 - Последовательный приём данных 2 - RTC Alarm 1 - Нажатие кнопок 0 - Последовательная передача данных
0B7h	???
0B8h	---
0B9h	---
0BAh	RW	******** ********	REG_IEEP_DATA (Low)	Data port
0BBh	RW		REG_IEEP_DATA (High)
0BCh	RW	******** ********	REG_IEEP_ADDR (Low)	адресный порт и порт управления 1 Кбит: 8 - начало 6-7 - Команда (0=расширенная команда, 1=запись, 2=чтение, 3=стереть) 0-5 - адрес 16 Кбит: 12 - начало 10-11 - Команда (0=расширенная команда, 1=запись, 2=чтение, 3=стереть) 0-9 - адрес Расширенные команды (верхние 2 бита адреса) 0 - EWDS (запись выкл.) 1 - WRAL (записать всё.) 2 - ERAL (Стереть всё) 3 - EWEN (запись вкл.)
0BDh	RW		REG_IEEP_ADDR (High)
0BEh	R	000000**	REG_IEEP_STATUS	Порт статуса Биты: 1 - Запись завершена 0 - Чтение завершено
	W	0***0000	REG_IEEP_CMD	Тип поведения. Также запуск команды. Установка более одного бита ничего не вызывает. Биты: 6 - Защита 5 - Запись 4 - Чтение
0BFh	???
0C0h	RW	********	REG_BANK_ROM2	Выбор банка ROM (сегменты 4-F) Регистр содержит верхние биты банка ПЗУ, используемые для доступа к ROM2; нижние 4 бита банка - это верхние 4 бита адреса, к которому осуществляется доступ в этом диапазоне. Все 8 бит сохраняют состояние. В маппере 2001 выводится только 4 бита, в 2003 - 6 Например, для значения регистра 0F4h и адреса доступа 056789h результирующий адрес ПЗУ будет 0456789h для маппера 2001 и 03456789h для маппера 2003.
0C1h	RW	********	REG_BANK_SRAM	Выбор банка SRAM Пример: для значения регистра 034h и адреса обращения к 015678h результирующий адрес SRAM будет 0345678h.
0C2h	RW	********	REG_BANK_ROM0	Выбор банка ROM0 (сегмент 2). Пример: для значения регистра 034h и адреса доступа 025678h результирующий адрес ПЗУ будет 0345678h.
0C3h	RW	********	REG_BANK_ROM1	Выбор банка ROM1 (сегмент 3). Пример: для значения регистра 034h и адреса доступа 025678h результирующий адрес ПЗУ будет 0345678h.
0C4h	RW	******** ********	REG_EEP_DATA (Low)	Data port картриджа
0C5h	RW		REG_EEP_DATA (High)
0C6h	RW		REG_EEP_ADDR (Low)	адресный порт и порт управления картриджа 1 Кбит: 8 - начало 6-7 - Команда (0=расширенная команда, 1=запись, 2=чтение, 3=стереть) 0-5 - адрес 16 Кбит: 12 - начало 10-11 - Команда (0=расширенная команда, 1=запись, 2=чтение, 3=стереть) 0-9 - адрес Расширенные команды (верхние 2 бита адреса) 0 - EWDS (запись выкл.) 1 - WRAL (записать всё.) 2 - ERAL (Стереть всё) 3 - EWEN (запись вкл.)
0C7h	RW		REG_EEP_ADDR (High)
0C8h	R		REG_EEP_STATUS	порт статуса картриджа Биты: 6 - Защита 5 - Запись 4 - Чтение 3 - ?? 2 - ?? 1 - Запись завершена 0 - Чтение завершено
0C8h	W		REG_EEP_CMD	Командный порт картриджа Биты: 6 - Защита 5 - Запись 4 - Чтение 3 - ?? 2 - ?? 1 - Запись завершена 0 - Чтение завершено
0C9h	???
0CAh	R		REG_RTC_STATUS	Статус часов Бит 7 - ожидание команды
	W		REG_RTC_CMD	Команды часам Запись: $10 - Сброс $12 - ??? будильник ??? $13 - ??? $14 - Установить время $15 - Получить время Чтение: бит 7 - Ack [HACK = 1]
0CBh	RW		REG_RTC_DATA	Данные часов Запись: 7 - ожидание команды После команды ($CA): $14 - 7 записей год (+2000) месяц день день недели час минута секунда чтение: после команды ($CA) $13 - бит 7 - Ack [HACK = 1] $15 - 7 записей год (+2000) месяц день день недели час минута секунда
0CCh	RW	********	REG_GPO_EN	General-Purpose Outputs - выходные данные общего назначения, используются некоторыми мапперами, например, для светодиодов Биты: 4-7 - ???? 3 - GPO3 вкл 2 - GPO2 вкл 1 - GPO1 вкл 0 - GPO0 вкл
0CDh	RW	********	REG_GPO_DATA	Биты: 4-7 - ??? 3 - GPO3-данные (чтение записанного состояния) 2 - GPO2-данные (чтение записанного состояния) 1 - GPO1-данные (чтение записанного состояния) 0 - GPO0-данные (чтение записанного состояния)
0CEh	RW		REG_WW_FLASH_CE	Порт ввода/вывода для WonderWitch, коммерческого комплекта разработки, который использует Flash-ROM для хранения программ, а также OS и BIOS под названием Freya. Flash-ROM может быть записан из WonderWitch, но нельзя одновременно писать код и выполнять. То есть нужно перебрасывать код в ОЗУ и выполнять его оттуда, чтобы записать данные на Flash-ROM
0CFh	???
0D0h	???
0D1h	???
0D2h	???
0D3h	???
0D4h	???
0D5h	???
0D6h	???
0D7h	???
0D8h	???
0D9h	???
0DAh	???
0DBh	???
0DCh	???
0DDh	???
0DEh	???
0DFh	???
0E0h	???
0E1h	???
0E2h	???
0E3h	???
0E4h	???
0E5h	???
0E6h	???
0E7h	???
0E8h	???
0E9h	???
0EAh	???
0EBh	???
0ECh	???
0EDh	???
0EEh	???
0EFh	???
0F0h	???
0F1h	???
0F2h	???
0F3h	???
0F4h	???
0F5h	???
0F6h	???
0F7h	???
0F8h	???
0F9h	???
0FAh	???
0FBh	???
0FCh	???
0FDh	???
0FEh	???
0FFh	???

Дисплей

Клик

Разрешение дисплея WonderSwan равно 224х144

Дисплей WonderSwan может отображать 12 оттенков серого цвета, дисплеи WonderSwan Color и SwanCrystal способны отображать 12-битный RGB (4096 цветов).

Дисплейные тайминги:

    0            224 256
    -----------------
  0|              |  |
   |              |  |
   |              |  |
   |              |  |
144|--------------   |
159|_________________|

PIXCLK = 3.072MHz

HDISP = 224
HBLANK = 32
HTOTAL = 256
HCLK = 12kHz (3072000 / 256)

VDISP = 144
VBLANK = 15
VTOTAL = 159
VCLK = ~75.47Hz (12000 / 159)

Когда контроллер дисплея обращается к памяти, процессор не приостанавливается.

Палитры

Видеорежим задаётся в регистре REG_DISP_MODE. В зависимости от выбранного режима используются разные данные.

В монохромном режиме палитры управляются регистрами REG_PALMONO_POOL и REG_PALMONO.
REG_PALMONO_POOL создаёт пул из 8 оттенков, из которых собираются окончательные палитры. Цвета 4-битные: 00 - самый яркий, 0Fh - самый тёмный.

Регистры REG_PALMONO выбирает из пула по 4 цвета в каждую из 16 палитр.

Палитры 0-3 и 8-11 не имеют прозрачности. Палитры 4-7 и 12-15 используют цвет 0 в качестве прозрачного.

В цветном режиме регистры монохромных палитр игнорируются, палитры хранятся в оперативной памяти по адресу 00FE00h - 00FFFFh (1 слово на цвет, 16 цветов на палитру).

Палитры в режимах цветного видео полностью игнорируют монохромные регистры палитр, вместо этого сохраняя палитры в оперативной памяти.

В этих режимах палитры хранятся в оперативной памяти при 0FE00h, 1 слово на цвет, 16 цветов на палитру. В 4-цветном (2BPP) режиме 12 последних цветов каждой палитры равны цвету фона.

У всех палитр цвет 0 прозрачен, если не используется в качестве фона в регистре REG_BACK_COLOR

Формат ввода цвета:

• 8-11 - Red
• 4-7 - Green
• 0-3 - Blue

Тайлы

Все плитки имеют размер 8х8. Формат тайлов и их размещение в памяти зависит от режима, выбранного в REG_DISP_MODE.

4-цветные (2BPP) тайлы располагаются в ОЗУ по адресу 002000h - 003FFFh. В WonderSwan (и WonderSwan Color в режиме WS) здесь может хранится только 512 (0200h) тайлов. В цветном режиме здесь может храниться до 1024 (0400h) тайлов. Спрайты используют только первые 512 тайлов, верхние 512 тайлов могут использоваться только для фона, используя бит атрибута в записи каждой плитки. Каждый тайл занимает 16 байт.

Имеется два формата хранения данных в 4-цветном тайле:

• Planar Format - каждый байт определяет полную строку из 8 пикселей.
• Packed Format - каждый байт содержит все биты для 4 пикселей строки. Чётные байты определяют левые пиксели, нечётные - правые

16-цветные (4BPP) тайлы располагаются в ОЗУ, начиная с 004000h, и здесь может храниться до 1024 (0400h) тайлов. Спрайты используют только первые 512 тайлов, верхние 512 тайлов могут использоваться только для фона, используя бит атрибута в записи каждой плитки. Каждый тайл занимает 32 байта.

Имеется два формата хранения данных в 16-цветном тайле:

• Planar Format - каждый байт определяет полную строку из 8 пикселей.
• Packed Format - каждый байт содержит все биты для 2 пикселей строки. Байты по порядку определяют крайние левые пиксели, центральные левые, центральные правые, крайние правые.

Фоновые слои

WonderSwan имеет два фоновых слоя: BG (background, также SCR1) и FG (foreground, также SCR2). BG всегда ниже FG.

FG имеет функцию окна, которая настраивается с помощью регистра REG_SCR2_WIN

Расположение тайловых карт в памяти настраивается при помощи регистра REG_MAP_BASE

Каждый тайл в карте определяется 16-битным словом:

• 15 - отражение по вертикали
• 14 - отражение по горизонтали
• 13 - тайловый банк (только для WSC)
• 9-12 - палитра
• 0-8 - плитка

Фоны могут использовать все 16 палитр

Спрайты

Одновременно можно использовать 128 спрайтов, не более 32 на строке.

Расположение данных спрайтов в памяти можно менять при помощи REG_SPR_BASE.

Начальный спрайт определяется в REG_SPR_FIRST. Количество спрайтов назначается в REG_SPR_COUNT.

Все спрайты располагаются выше BG, есть флаг для отображения выше FG.

Приоритет рисования спрайтов отдаётся более ранним в списке.

Спрайты поддерживают обрезку окном, которое определяется регистрами REG_SPR_WIN. Каждый спрайт имеет флаг для рисования только внутри или снаружи окна. Спрайтовое окно может быть отключено.

Спрайты поддерживают горизонтальное и вертикальное отражение.

Спрайты отрисовываются построчно, но спрайтовая область ОЗУ копируется на 142 строке дисплея, препятствуя мультиплексированию спрайтов с растровыми эффектами.

Спрайты используют последние 8 палитр.

Формат

Запись каждого спрайта в спрайтовой таблице использует 32-битный параметр типа DWORD.

• 24-31 - положение по оси х
• 16-23 - положение по оси y
• 15 - отражение по вертикали
• 14 - отражение по горизонтали
• 13 - положение относительно FG
• 12 - режим спрайтового окна (0=снаружи, 1=внутри)
• 9-11 - палитра
• 0-8 - плитка

Звук

Клик

Имеется 4 аудиоканала. Каждый канал может воспроизводить короткие семплы (4 бит, 16 байт (32 семпла = по 2 семпла на байты (биты 0-3 и 4-7)) с выбираемой частотой дискретизации = 3,072*10e6 / ((2048-N)x32 ) Гц , где N = 11-битное значение.

Громкость каждого канала регулируется отдельно, каждый канал с настраиваемой стереопанорамой

Канал 2 может воспроизводить 8-битные семплы (функция voice)

Канал 3 имеет функцию sweep

Канал 4 можно использовать как шумовой генератор

В WonderSwan Color имеется дополнительный PCM-канал (HyperVoice), но только для наушников.

Тайминги

Каждый звуковой канал обновляется полный цикл (3072000 Гц). sweep-секция обновляется каждый 256х32 такта (375 гц) ЦАП наушников обновляется каждый 128 тактов (24000 гц).

Высота (pitch)

Алгоритм регистра высоты: reg = 2048 - (3072000 / 32 / f)

Конвертация значения регистра обратно в частоту: f = 3072000 / 32 / (2048 - reg) Hz

Значение используется в регистрах REG_SND_CHx_PITCH.

Регистр хранит значение для сравнения обратного счётчика, который используется для перехода к следующему шагу в семпле. После воспроизведения каждого семпла внутренний счётчик сбрасывается до 2048, затем каждый такт уменьшается на 1. Как только внутренний счётчик будет равен регистру, будет выведен следующий семпл.

HyperVoice

См. регистры REG_HYPER_CTRL и REG_HYPER_CHAN_CTRL

Sweep

Каждый шаг в sweep происходит каждые (reg+1)*32*256 тактов.

С точки зрения реального времени: reg = (T/2.667ms)-1, где T - время в милисекундах.

Значение используется в регистре REG_SND_SWEEP_TIME.

Voice

Voice функционирует на канале 2, использует регистр REG_SND_CH2_VOL для передачи 8-bit PCM-данных.

Шум

Канал 4 может работать как шумовой канал.

Используется 15-битный LFSR со следующим алгоритмом:

noise_bit = (1 ^ (ctr >> 7) ^ (ctr >> tap)) & 1
ctr = (ctr << 1) | noise_bit

Настраиваемые значения tap:

• режим 0: tap = 14
• режим 1: tap = 10
• режим 2: tap = 13
• режим 3: tap = 4
• режим 4: tap = 8
• режим 5: tap = 6
• режим 6: tap = 9
• режим 7: tap = 11

Сброс шума устанавливает счетчик LFSR на 00000h. LFSR обновляется, когда включающий бит активен, а канал 4 включен, даже если канал 4 не находится в режиме шума.

Выходной сигнал шумового канала равен noise_bit, умноженный на 0Fh.

Кнопки

Проверка статус кнопок в порте 0B5h.

Кнопки мультиплексированы на 4 бита с использованием AND. Чтобы получить полные значения кнопок, повторите каждое из значений маски и объедините их.

Прерывания

Таблица векторов прерываний расположена в 0000:0000h, каждая запись имеет длину 4 байта и содержит дальний указатель на обработчик. В таблице векторов есть 100h записей, но только указатели прерываний процессора и аппаратных прерываний могут заполняться или использоваться для указателей обработчиков прерываний.

Прерывания процессора

Эти номера прерываний привязаны к началу IVT.

Прерывание	Название	Описание
00h	CPUINT_DIV	Разделить ошибку
01h	CPUINT_STEP	Одноступенчатое прерывание
02h	CPUINT_NMI	Немаскируемое прерывание
03h	CPUINT_BREAK	инструкция INT 3
04h	CPUINT_INTO	Переполнение прерывания
05h	CPUINT_BOUNDS	BOUND-отказ
06h	CPUINT_INVALID	Неверный опкод
07h	CPUINT_ESCAPE	Опкод выхода

Аппаратные прерывания

Эти прерывания не привязаны к началу IVT, регистр REG_INT_BASE определяет базу для векторов аппаратных прерываний.

Они имеют приоритеты, самый высокий номер прерывания имеет приоритет над более низким.

Edge(?)-инициируемые прерывания должны быть подтверждены через REG_INT_ACK для разрешения запуска другого прерывания.

Level(?)-инициируемые прерывания должны быть урегулированы, иначе прерывание будет срабатывать непрерывно.

Прерывание	Триггер	Название	Описание
00h	Level	HWINT_SER_TX	Serial TX ready interrupt
01h	Edge	HWINT_KEY	Key press interrupt
02h	Level	HWINT_CART	Cartridge interrupt (usually RTC alarm)
03h	Level	HWINT_SER_RX	Serial RX ready interrupt
04h	Edge	HWINT_LINE	Line compare interrupt
05h	Edge	HWINT_VBLANK_TMR	V-Blank timer interrupt
06h	Edge	HWINT_VBLANK	V-Blank interrupt
07h	Edge	HWINT_HBLANK_TMR	H-Blank timer interrupt

Порты
REG_INT_BASE
REG_INT_ENABLE
REG_INT_STATUS
REG_INT_ACK