AnotherWorld JAMMA
Esta página contém rascunhos da concepção do projeto de uma placa JAMMA para o jogo Another World. Este projeto está sendo desenvolvido ao longo de uma atividade semanal no Garoa chamada CPU do Zero. Todo o projeto será implementado como hardware livre (com os esquemáticos distribuidos sob alguma licença livre ainda a ser definida, mas provavelmente CC-BY-SA).
Relógio Central
Função: Gerar o sinal de clock para a CPU e para os circuitos de geração de vídeo implementação: (pendente)
CPU
Unidade de Controle - Decodificador de Instrução
Função: Detectar qual instrução o processador precisa executar com base no valor do código de instrução atual implementação: (pendente)
Sugestão:
Como o instruction set da VM é muito simples e tem opcodes com valores incrementais de 0x00 a 0x1A (mais um par de instruções especiais em 0x80 e 0x40) é possível implementar trivialmente um decoder por meio do uso de um decodificador de 5 bits para 32 linhas. Isso pode ser implementado usando 2 decoders de 4 bits para 16 linhas como o 74154.
As duas instruções especiais (que são relativas a renderização de video) podem ser decodificadas com algumas poucas portas NAND com dados vindo dos bits 6 e 7 do registrador de instrução.
Instruction Set
Segue abaixo uma listagem de todas as instruções e seus respectivos opcodes
| 0x00 | movConst | |
| 0x01 | mov | |
| 0x02 | add | |
| 0x03 | addConst | |
| 0x04 | call | |
| 0x05 | ret | |
| 0x06 | Break / "pauseThread" | Temporarily stops the executing channel and goes to the next. |
| 0x07 | jmp | |
| 0x08 | Setvec "channel number", address | Initialises a channel (thread) with a code address to execute |
| 0x09 | djnz | Decrement variable value and Jump if Not Zero |
| 0x0A | Conditional Jump instructions | |
| 0x0B | setPalette | |
| 0x0C | freezeChannels" / "unfreezeChannels" / "deleteChannels | Deletes, freezes or unfreezes a series of channels. |
| 0x0D | selectVideoPage | |
| 0x0E | fillVideoPage | |
| 0x0F | copyVideoPage | |
| 0x10 | blitFramebuffer | |
| 0x11 | killChannel / "killThread" | |
| 0x12 | Text "text number", x, y, color | Displays in the work screen the specified text for the coordinates x,y. |
| 0x13 | sub | Subtract |
| 0x14 | and | Boolean AND |
| 0x15 | or | Boolean OR |
| 0x16 | shl | Shift Left |
| 0x17 | shr | Shift Right |
| 0x18 | play / "playSound" | parameters: resourceId, freq, vol, channel |
| 0x19 | load / "updateMemList" | bank-switching de recursos (paletas, bytecode, polígonos, etc) |
| 0x1A | song / "playMusic" | parameters: resourceID, delay, pos |
| 0x40/0x80 | video | renderização de polígonos |
Unidade de Controle - Microcódigo
Função: Implementa o comportamento de cada instrução por meio da geração de sinais de controle que manipulam o fluxo de dados implementação: (pendente)
Fluxo de Dados
Função: Elementos passivos que implementam os registradores internos da CPU, Pilha e memória implementação: (pendente)
STACK
A VM possui uma pilha de 256 elementos de 16 bits cada. Pensei em implementar isso com register files, mas não achei um grande o suficiente pra isso. O Mais próximo que achei foi esse que tem 64 elementos de 40 bits cada. Mesmo assim teria que ter 4 desses, sobrariam bits não usados e não sei o quão fácil é achar desse chip. Talvez seja o caso de usar uma RAM estática, mesmo que as menores disponíveis já sejam muito maiores que o realmente necessário aqui.
Sistema de áudio
Função: Tocar 4 canais simultaneos de áudio com base em samples armazenados em ROMs implementação: Estamos estudando a possibilidade de usar um chip MSM6295
Sistema de vídeo
Função: Gerar sinal de vídeo para os pinos do conector JAMMA com base em rotinas de rasterização dos elementos poligonais armazenados em ROMs implementação: (pendente)
rasterização
TO-DO:
Passo 1: Esturar o algoritmo de rasterização com base no código fonte da reimplementação livre da VM.
Passo 2: Implementar uma máquina de estados equivalente
Passo 3: Estágio de saída (paleta de cores) Implementar bank-switching para alternação de paletas de cores. E projetar conversor digital-analógico para os 3 canais de cores. Precisaremos de ROMs pequenas para armazenar as paletas de cores. Placas de arcade usam ROMs OTP (one-time-programmable) como a HM-7611 usada no jogo 1984 (ver a página "COLOR MIXER" do esquemático nesse PDF)
Passo 4: Realizar em portas lógicas e montar em protoboard ou PCB e testar