Центральный процессор

Вернуться на главную страницу

Содержание

Центральный процессор

Мелкие детали можно прочитать на NesDev.

Центральным процессором (CPU - Central Processing Unit) для NES является 8-битный микропроцессор на основе MOS Technology 6502. Версия процессора RP2A03 для региона NTSC и RP2A07 для региона PAL.

За 1 кадр процессор успевает выполнить инструкций на сумму 29780/33247 тактов для NTSC/PAL (с небольшой погрешностью для обоих регионов).

Размер шины данных = 8 бит. Это означает, что за 1 раз процессор может обработать данные размером 1 байт. Отсюда и "8-bit" в названии игровой консоли.

Размер адресной шины = 16 бит. Она позволяет процессору обращаться к любому адресу своей памяти из диапазона $0000-$FFFF. Для обращения к памяти существует несколько различных способов.

Подробнее про эти способы читай в подразделе с режимами адресации.

Прочая информация

Выбери раздел из списка для прочтения информации по нему.

Раздел еще в разработке, ссылки будут добавлены постепенно.

Язык программирования Reset

Регистры процессора

Регистр - ячейка сверхбыстрой оперативной памяти процессора, У процессора есть пять 8-битных и один 16-битный регистр. Их текущие значения можно посмотреть/изменить в Debugger'е.

Несмотря на ограниченное количество основных регистров (A, X и Y), с их помощью можно написать практически любой код.

Accumulator

8-битный регистр A (Аккумулятор). Является наиболее часто используемым регистром по сравнению с регистрами X и Y. Служит для хранения и передачи байта, а также для арифметических и битовых операций с этим байтом.

Index X

8-битный индексный регистр X. В основном используются для получения доступа к диапазону адресов посредством индексной адресации, где значение индексного регистра добавляется к операнду инструкции для вычисления адреса. Может служить просто для хранения и передачи байта.

Index Y

8-битный индексный регистр Y. В основном используются для получения доступа к диапазону адресов посредством индексной адресации. Может служить просто для хранения и передачи байта.

Возможности регистра Y ограничены по сравнению с X. Y применяется в тех случаях, когда в подпрограмме оба регистра используются одновременно, и теоретически X можно использовать с любыми другими инструкциями.

Например, только регистр X может быть использован в инструкциях INC и DEC с режимом индексной адресации, тогда Y может отвечать за загрузку байтов из таблицы данных и быть условием выхода из цикла.

Stack Pointer

8-битный регистр указателя стека. Указатель является 16-битным адресом, но старший байт этого адреса всегда = #$01, поэтому адреса стека находятся в диапазоне $0100-$01FF.

Немного больше подробностей про стек читай в подразделе с памятью процессора.

Указатель стека служит для хранения адреса, в который будет помещен следующий байт при использовании стека. Адрес указателя изменяется при выполнении инструкций, работающих со стеком.

Program Counter

16-битный регистр, в котором находится адрес памяти процессора. Он служит для хранения адреса текущей выполняемой инструкции.

Status Register

8-битный регистр статуса процессора, каждый бит отображает состояние одного флага.

Подробнее про флаги читай в подразделе с регистром статуса процессора.

Память процессора

Размер памяти процессора = 64 KB, это диапазон адресов $0000-$FFFF. В каждом адресе хранится 1 байт.

Память поделена на несколько участков. Диапазон $4018-$4FFF не используется.

RAM

Оперативная память = 2 KB в диапазоне $0000-$07FF. В ней хранятся динамические данные для работы кода. 3 зеркала RAM находятся в диапазоне $0800-$1FFF.

Stack

Адреса стека $0100-$01FF. Стек в основном служит для хранения адресов возврата из подпрограмм и прерываний процессора, например при выполнении инструкуции JSR.

В стеке можно временно сохранять некоторые данные (инструкции PHA и PHP), а затем копировать их оттуда (инструкции PLA и PLP) по принципу "последний зашел - первый вышел".

Подробнее про работу стека читай в разделе и инструкциями процессора. Еще можно посмотреть в Википедии.

Адреса стека могут быть использованы просто как любые другие адреса RAM для хранения динамических данных.

Sprite Memory

Размер данных для спрайтов = 256 байтов, обычно в диапазоне $0200-$02FF. Эти данные будут скопированы в память спрайтов (OAM Memory).

Регистры

В отличие от личных регистров процессора, эти регистры находятся в NES Memory и имеют какой-то реальный адрес. Через регистры передаются параметры для управления устройством.

Подробнее про эти регистры узнаешь в соответствующих разделах на главной странице сайта.

Видеопроцессор

$2000-$2007 - регистры видеопроцессора. Зеркала регистров $2008-$3FFF.

К регистрам видеопроцессора также относится адрес $4014.

Аудиопроцессор

Диапазон $4000-$4013 и адрес $4015 - регистры аудиопроцессора.

Порты I/O

Порты ввода/вывода по адресам $4016-$4017. Служат для чтения управления с джойстиков.

Прочие регистры

Некоторые адреса из диапазона $5000-$5FFF могут быть использованы как дополнительные регистры с различным предназначением на некоторых мапперах.

Подробнее про мапперы узнаешь в соответствующих разделах на главной странице сайта.

SRAM

$6000-$7FFF - адреса батарейки (Save RAM), предназначенной для сохранения данных игрового процесса на микросхеме картриджа. Обычно используется в RPG-играх. Адреса могут быть использованы как дополнительная RAM для хранения динамических данных и/или как PRG для хранения кода и статических данных.

Наличие SRAM зависит от маппера. В некоторых случаях вместо SRAM может быть PRG RAM.

PRG ROM

Диапазон адресов $8000-$FFFF. Здесь находится код игры и статические данные. По этим адресам отображается та область памяти из ROM File, которую процессор "видит" в своей памяти на данный момент и с которой может работать.

Некоторые мапперы позволяют переключать участки памяти размером от 8 до 32 KB, которые называются "банки". После переключения банка процессор видит в своей памяти уже другую область из ROM File, может выполнять оттуда код и считывать эти данные.

Некоторые из адресов диапазона $8000-$FFFF используются как регистры для управления переключением банков памяти.

Векторы прерываний

Вектор - адрес, в котором начинается код обработчика соответствующего прерывания процессора. При срабатывании прерывания процессор переходит на адрес его обработчика и начинает выполнять код в этом месте.

По этим адресам находятся младший и старший байты адреса вектора.

Прерывание Младший байт Старший байт Приоритет прерывания
NMI $FFFA $FFFB Средний
Reset $FFFC $FFFD Высокий
IRQ/BRK $FFFE $FFFF Низкий

Подробнее про NMI и IRQ прочитаешь в разделах с видеопроцессором. BRK будет описан в инструкциях процессора.

Reset

Язык программирования