WonderSwan/Программирование

Описание

Раздел является переводом документации от Judge и Dox. Возможны ошибки.

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.

Память

20 бит адресного пространства = 1 Мбайт. Память разделена на сегменты по 64 Кбайт.

Сегменты:

• 0 - RAM - 16 Кбайт для WonderSwan / 64 КБайт для WonderSwan Color (внутреннее ОЗУ)
• 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.

RAM map WS/WSC:

• $0000 - $1FFF
• $2000 - $3FFF - 4-цветные тайлы

Только для WSC:

• $4000 - $7FFF - банк 0 16-цветных тайлов
• $8000 - $BFFF - банк 1 16-цветных тайлов
• $C000 - $FDFF
• $FE00 - $FFFF - палитры

Графика

• Разрешение экрана: 224х144 пикселей (28х18 тайлов)
• Тайлы: 8х8. 16 байт на тайл в режиме с 4 цветами, 32 байта - с 16 цветами
• Карта: 256х256 пикселей (32х32 тайла)
• Слои: фон BG и передний план FG
• Расположение карт выбирается с помощью порта $07
• Расположение плиток фиксированное: два банка на адресах $4000 и $8000

WonderSwan (не Color) может отображать 16 оттенков серого (можно выбрать только 8).

В WonderSwan Color используется 16 палитр по 8 цветов. Все 16 палитр используются BG и FG. Последние 8 палитр используются спрайтами.

8 цветов палитры определяются портами 1C (определяет цвета 0-3) и 1E (определяет цвета 4-7).

Размер каждой палитры составляет 4 бита:

• 1С: 11110000
• 1D: 33332222
• 1E: 55554444
• 1F: 77776666

Порты 20-3E используются для определения самих палитр:

• 20: x111x000 - палитра 0
• 21: x333x222 - палитра 1

и т.д.

В цветном режиме каждый цвет определяется одним словом, где биты:

• 0-3 - синий
• 4-7 - зелёный
• 8-11 - красный
• 12-14 - не используются

Цветовые палитры хранятся в оперативной памяти (сегмент 0) по адресу $FE00

Скроллинг: каждый слой можно прокручитвать по горизонтали или вертикали при помощи портов от $10 до $13.

Прозрачность:

• WonderSwan - если бит 3 в номере палитры задан, то цвет 0 палитры является прозрачным.
• WonderSwan Color - цвет 0 каждой палитры прозрачен

Окна: есть две прямоугольный области для отключения/включения слоя FG (окно BG) или спрайтов (окно Sprite).

Звук

Имеется 4 аудиоканала. Каждый канал может воспроизводить короткие семплы(4 бит, 16 байт (32 семпла = 2 семпла в байтах (биты 0-3 и 4-7)) с выбираемой частотой дискретизации = 3,072 *10e6 / ((2048 - N) x 32 ) Гц , где N = 11-битное значение.
Местонахождение этих семплов неизвестно.

Громкость каждого аудиоканала меняется записью двух 4-битных значений (лево и право) в порты $88-$8B. Общая громкость управляется через порт $91 (2-битное значение = первые используемые биты в общей громкости (ширина 11 бит), ЦАП может прочитать только 8 бит, начиная от набора бит в порте $91. Например, если первые используемые биты установлены в 2, ЦАП использует биты 2,3,4,5,6,7,8,9 для вывода звука.

Дополнительные (выбираемые) функции:

• канал 2 - voice - можно проигрывать 8-битные семплы, записывая данные в порт ввода/вывода громкости канала 2
• канал 3 - sweep - два параметра:
  • шаг - 2.667 x (N + 1) мс , где N = 5-битное значение
  • байт со значением -128 -127
• канал 4 - шум - 7 выбираемых шумов (вероятно, порт ввода/вывода $8E)

Для детальной информации нужно посмотреть информацию о портах $80-$91 в секции "Порты ввода/вывода"

Заголовок ROM

Заголовок занимает последние 10 байт в каждом ROM-файле

• 0 - идентификатор разработчика
• 1 - поддерживаемая система
  • 00 - WonderSwan
  • 01 - WonderSwan Color
• 2 - номер Cart ID, определённый в байте 0
• 3 - ??
• 4 - размер ROM
  • 01 - ??
  • 02 - 4 Мбит
  • 03 - 8 Мбит
  • 04 - 16 Мбит
  • 05 - ??
  • 06 - 32 Мбит
  • 07 - ??
  • 08 - 64 Мбит
  • 09 - 128 Мбит
• 5 - размер SRAM/EEPROM
  • 00 - 0 кбит
  • 01 - 64 кбит SRAM
  • 02 - 256 кбит SRAM
  • 10 - 1 кбит EEPROM
  • 20 - 16 кбит EEPROM
  • 50 - 8 кбит EEPROM
• 6 - дополнительные функции (?)
  • бит 0 - 1 - вертикальная позиция, 1 - горизонтальная позиция
  • бит 2 - всегда 1
• 7 - 1 - RTC (часы)
• 8,9 контрольная сумма = сумма всех байтов ROM, кроме двух последних (где хранится контрольная сумма)

Прерывания

gray

Управление

gray

Internal EEPROM Communication

gray

Порты ввода/вывода

gray

Ассемблеры

• nasm

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.

Эмуляторы

• Cygne Tracer (с дебаггером)
• Другие эмуляторы

Хоумбрю

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