オレ仕様のゲーム機を作ろう（その１２）

前回は，「オレ仕様ゲーム機を作ろう」と言いつつ，MSX プログラミングについての話だったので，趣旨から少し脱線してしまいました。

オレ仕様のゲーム機を作ろう（その１１）

さて，今回から，自分の理想とする Z80 ゲーム機に近づけるために，オレ仕様ゲーム機をバージョンアップしたものを作っていきたいと思います。

どんな機能アップをするか？

いきなり理想の形を作ろうとすると，必ず失敗するので，段階を踏んで進めたいと思います。

ユニバーサル基板で作った時の，今後の予定にも挙げていましたが，今回挑戦したいことはどういうものがあるかと言うと…

• マルチ CPU
• 複数枚の BG 画面
• スプライトの横並び枚数増加
• カラーパレットの色数増加
• 複数音源

予定に挙げていた項目を，予定通り，全部実装したいと思います。

マルチ CPU

二つの Z80 CPU の搭載です（そのまんまですね）。

並行して動作しても問題ない処理を，それぞれの CPU に処理を振り分け，負荷分散できたらいいなぁ…なんて考えています。

実際に思ったとおりになるかどうかはわかりませんが（笑）。

当然，それぞれの CPU にそれぞれのバスがあり，ROM 領域と，RAM 領域もそれぞれのアドレスマップにあります。

ただ，それだけでは，別々のプログラムが独立して動くだけになってしまいますので，それぞれの CPU で互いに共有するメモリ領域を用意して，そのメモリを介してデータのやり取りができるようにしたいと思います。

複数枚の BG 画面

これは，意外と簡単です。

同じ回路を二つ用意して，出力を合成すればいいんです。

共有できる回路はあるのですが，面倒なので，同じ回路を用意するこの方法で行きます（笑）。

当然，基板面積が 1 枚の時の倍になります。

以前までは，横 2 画面分の領域を縦横スクロール可能としていましたが，縦 2画面，横 2 画面分の広さ（512 x 512 ドット）を持たせることにしました。

パターンは，2 つの BG 共通で，1024 パターンを定義できます。

スプライトの横並び枚数増加

これも，理屈は案外簡単です。

処理するクロックを倍にすれば，いいんです。

なので，FPGA など，そこそこの速度のクロックでも動作する場合は，特に大きな問題はありません。

ただ，オレ仕様ゲーム機は，可能な限り入手しやすい 74 ロジック IC（HC タイプ）と DIP のメモリチップを中心として作りますので，どうしても，動作クロックの限界があります。…ので，この方法では（私の今の実力では）実現不可能です。

基本的な回路は，前回ユニバーサル基板で作成した，スプライト回路を基本としますが，倍で処理させる部分をなんとかしなければなりません。

今回は，使用する部品が多くなってしまいますが，同じ回路を二つ並列に動作させて，倍の処理を行うことで，この辺りをクリアしたいと思います（これしか，方法が浮かばなかった）。

結果として，16 x 16 ドットのスプライトを，1 画面中に 128 枚同時表示，1 水平ライン上に 32 枚まで表示可能とします。

なお，パターンは，512 種類まで定義できます。

カラーパレットの色数増加

前回，ユニバーサル基板で作ったものは，全体で 256 色中，16 色までしか，色を定義できませんでした。

しかも，BG は，8×8 ドットのパターンごとに 2 色，スプライトは，単色でした。（これはこれで，味があって好きなんですけどね）

今回，BG，スプライトともに，パターンごとに 4 色（うち 1 色は透明色）にして，16 個あるパレットから 1 つ（4 色のセット）を割り当てる形にします。

4 色×16 個，それぞれの色は，RGB 各 4bit で定義するので，全体で，4096色中，64 色使用できることになります。

複数音源

前回の基板では，YMZ294 という，PSG（互換）音源を搭載しましたが，今回は，これを 2 つ載せてみようと思います。出力をミックスするだけなので，そんなに大きな違いはありません。

複数音源と言っても，同じ種類の音源を複数載せるだけですね。

試作は FPGA で

いつものように，試作版を予め VHDL で作成し，FPGA 上で動かしてみました。

このステップを踏むことで，今後の試行錯誤がかなり減ります。

事前に回路の動作確認ができるので，あとはいかにして VHDL ソースを実回路で再現するかということに集中できます。

便利な世の中ですね，ホント。

 

サンプルプログラムということで，どっかで見たことのあるキャラが表示されていますが，権利を侵害するつもりはありませんので，どうかご容赦ください（笑）。

2 つの BG とスプライトの表示優先順位は固定で，2 つの BG の間にスプライトが入ります。

また，任意の走査線で Z80 に割り込みを掛けられるようにしたので，そのテストとして，全ての走査線で割り込みを入れ，スクロールレジスタを設定してラスタースクロールをさせてみました。

基板はプリント基板で

FPGA で動作させることはできましたが，上記のとおり，実際に基板を作るとなると，部品がかなり増えることになるので，今回はプリント基板で作成します。

今まで，結構小さめのプリント基板しか作ったことがないので，昔のアーケード基板のような大きなプリント基板に挑戦してみようと思います。

 

 

さて，主にオレ仕様ゲーム機の改良点を挙げてみましたが，次回は，最初の基板，「CPU 基板」の紹介になります。

それでは，次回に続きます…。