एक गेमबॉय एमुलेटर लिखना, भाग 3

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लेखों की इस श्रृंखला के पिछले भाग में, हमने अपने एमुलेटर के महत्वपूर्ण घटकों पर काम पूरा किया। पूर्णता के लिए, इस लेख में हम DMG साउंड सिस्टम पर विचार करेंगे।

गेमबॉय एमुलेटर लिखना, भाग 1
गेमबॉय एमुलेटर लिखना, भाग 2
एक गेमबॉय एमुलेटर लिखना, भाग 3

शुरू करने से पहले, यहां कुकीबॉय रिपॉजिटरी का लिंक दिया गया है, जहां आप इसका सोर्स कोड और लेटेस्ट बिल्ड पा सकते हैं।

सामग्री की तालिका

ध्वनि प्रणाली
ध्वनि चैनल 1 और 2

• स्वीप यूनिट
• लंबाई काउंटर
• लिफ़ाफ़ा इकाई

ध्वनि चैनल 3
ध्वनि चैनल ४
कार्यान्वयन
परीक्षण
आगे क्या है
निष्कर्ष

ध्वनि प्रणाली

डीएमजी आपको 4 स्वतंत्र ऑडियो चैनलों को मिलाकर स्टीरियो साउंड आउटपुट करने की अनुमति देता है। मॉड्यूलेशन घटक प्रत्येक चैनल से जुड़े होते हैं, जो गेम आवश्यक ध्वनि को आउटपुट करने के लिए नियंत्रित कर सकते हैं। कुल तीन घटक हैं और सभी चैनलों का उद्देश्य समान है:

• स्वीप यूनिट। एक निश्चित अवधि और चरण के साथ ध्वनि की आवृत्ति में परिवर्तन किया जाता है।
• लंबाई काउंटर। ऑडियो आउटपुट की अवधि को नियंत्रित करता है।
• लिफ़ाफ़ा इकाई। किसी निश्चित अवधि के साथ ध्वनि की मात्रा में परिवर्तन करता है।

प्रत्येक चैनल अपने निपटान में एक रजिस्टर डालता है जो आपको इन घटकों और स्वयं चैनल को नियंत्रित करने की अनुमति देता है। उन्हें (रजिस्टर) एक निश्चित तरीके से गिना जाता है - NRXY, जहां X चैनल नंबर (1, 2, 3, 4) है, Y रजिस्टर नंबर है। जहां आवश्यक हो, मैं चैनल नंबर को छोड़ दूंगा और सिर्फ X लिखूंगा।

निम्नलिखित ऑडियो चैनल DMG पर उपलब्ध हैं:

• आयताकार लहर। सभी तीन मॉड्यूलेशन घटक शामिल हैं।
• आयताकार लहर। इसमें मात्रा और अवधि नियंत्रण घटक होते हैं।
• मनमाने आकार की लहर। केवल अवधि नियंत्रण घटक होता है। वॉल्यूम मैन्युअल रूप से रजिस्टरों में से एक में सेट किया गया है।
• शोर जनरेटर। इसमें मात्रा और अवधि नियंत्रण घटक होते हैं।

पहले दो चैनल समान हैं और केवल मॉड्यूलेशन घटकों के सेट में भिन्न हैं।

तीसरा चैनल आपको I / O पोर्ट सेक्शन में एक विशेष मेमोरी क्षेत्र से एक मनमाना तरंग चलाने की अनुमति देता है - वेव पैटर्न रैम। इस प्रकार, निर्दिष्ट मेमोरी क्षेत्र को समय पर अपडेट करके मनमानी सामग्री की डिजिटल ध्वनि को पुन: प्रस्तुत करना संभव है। कुछ भाषण के समान कुछ को पुन: पेश करने का प्रबंधन करते हैं।

चौथा चैनल आपको एक अलग प्रकृति का शोर उत्पन्न करने की अनुमति देता है। अच्छी तरह से विभिन्न विशेष प्रभावों के लिए उपयुक्त है।

यहाँ DMG में एक सरल ध्वनि आकार देने की योजना है:



मॉड्यूलेशन के सभी घटकों से गुजरने के बाद, ऑडियो सिग्नल मिक्सर में प्रवेश करता है, जो विभिन्न चैनलों और आउटपुट में से एक को मिलाता है। S01 - दाहिने कान। S02 - बाएं कान। मिक्सिंग ऑपरेशन एक विशेष आउटपुट के लिए सभी स्रोतों से संकेतों के एक सरल जोड़ के लिए कम हो जाता है - NR51 इंगित करता है कि कहां और किन चैनलों का आउटपुट होना चाहिए। इसके अलावा, आउटपुट में से प्रत्येक के लिए मात्रा को ध्यान में रखा जाता है - मिक्सिंग के बाद सिग्नल रजिस्टर एनआर 50 प्लस 1 में इस आउटपुट के वॉल्यूम मूल्य से गुणा किया जाता है।

इस योजना को पूरी तरह से समझने की कोशिश मत करो - जिस तरह से इस पर खींची गई हर चीज को और अधिक विस्तार से माना जाएगा।

NR50 और NR51 आम रजिस्टर हैं। उनके अलावा, एक सामान्य रजिस्टर NR52 है, जिसमें सभी ध्वनि को म्यूट करने के लिए एक ध्वज होता है, साथ ही बिट्स ध्वनि चैनलों की स्थिति दिखाते हैं। आप केवल म्यूट ध्वज को बदल सकते हैं। स्टेटस बिट्स केवल-पढ़ने के लिए और लगातार अपडेट किए जाते हैं।

यदि ध्वनि रजिस्टर NR52 में मौन है, तो निम्न होता है:

• काउंटर की लंबाई काउंटर को छोड़कर सभी रजिस्टर रीसेट किए जाते हैं। इसका मतलब है कि आपको केवल कर्तव्य चक्र से संबंधित बिट्स को रीसेट करने की आवश्यकता है (बाद में यह स्पष्ट हो जाएगा कि मेरा क्या मतलब है)।
• NRX1 को छोड़कर सभी रजिस्टरों पर लिखना प्रतिबंधित है। इसके अलावा, रिकॉर्डिंग केवल उन बिट्स में की जा सकती है जो लंबाई काउंटर से संबंधित हैं।

रजिस्टर बिट्स की उपलब्धता की बात करना। ध्यान दें कि किन बिट्स का उपयोग नहीं किया गया है या पठनीय नहीं है। जब बाहर से रजिस्टर पढ़ने की कोशिश की जाती है, तो आपको उन सभी बिट्स पर सेट करने की आवश्यकता होती है जो उपयोग नहीं किए जाते हैं या पढ़ने के लिए उपलब्ध नहीं हैं। ROM का परीक्षण करें। खुद रजिस्टर बदलने की जरूरत नहीं। ध्वनि घटक, निश्चित रूप से, रजिस्टरों तक पूरी पहुंच रखते हैं।

सभी ध्वनि उत्पन्न करने वाले घटक घड़ी के साथ सिंक्रनाइज़ किए जाते हैं। एक निश्चित आवृत्ति की ध्वनि तरंगों को उत्पन्न करने के लिए, घड़ी जनरेटर का उपयोग किया जाता है। घटकों को संशोधित करने के लिए, 512 हर्ट्ज की आवृत्ति पर संचालित एक अलग फ़्रेम सीक्वेन्सर घड़ी आवंटित की जाती है। यह मुख्य घड़ी से भी काम करता है, लेकिन आपको कम आवृत्ति के नमूने उत्पन्न करने की अनुमति देता है। स्वीप यूनिट 128 हर्ट्ज की आवृत्ति का उपयोग करता है। लंबाई काउंटर के लिए - 256 हर्ट्ज। लिफाफा इकाई के लिए - 64 हर्ट्ज। यहाँ इस घड़ी जनरेटर की प्रक्रिया कैसी दिखती है, जहाँ प्रत्येक पंक्ति का अर्थ है एक फ़्रेम अनुक्रमक नमूना:

लंबाई काउंटर	लिफ़ाफ़ा इकाई	स्वीप यूनिट
गिनती	-	गिनती
-	गिनती	-
गिनती	-	-
-	-	-
गिनती	-	गिनती
-	-	-
गिनती	-	-
-	-	-

तालिका इंगित करती है कि कौन से फ़्रेम Sequencer नमूने मॉड्यूलेशन घटकों के लिए एक नमूना उत्पन्न करते हैं। यह पता चला है कि यह नमूनों के ऐसे अनुक्रम के माध्यम से चक्र करता है, जो हमें फ़्रेम सीक्वेन्सर के 8 संभावित राज्य देता है (हम उन्हें 0 से 7 तक संख्या देते हैं)। यह विचार करना महत्वपूर्ण है कि घटकों के लिए रीडिंग किस चरण में होती है। यह भी विचार करने योग्य है कि जब ध्वनि शुरू होती है (NR52 रजिस्टर में ध्वज), फ़्रेम सीक्वेंसर 1 राज्य से शुरू होता है। मॉड्यूलेशन घटकों को स्पष्ट करने के लिए यह बहुत महत्वपूर्ण है कि आपने फ़्रेम सीक्वेंसर की स्थिति को बदल दिया है। एक समय में, मुझे यह त्रुटि मुश्किल से मिली, जिसकी वजह से टेस्ट रोम में से एक भी पास नहीं हो सका।

सामान्य डिवाइस के साथ निपटाकर, हम प्रत्येक विशिष्ट चैनल के विचार को देखते हैं।

ध्वनि चैनल 1 और 2

सबसे पहले, चौकोर तरंगें पैदा करने वाले चैनलों पर विचार करें। इसका 1 और 2 के अलग चैनल से कोई मतलब नहीं है। चैनल 1 पर विचार करने के बाद, चैनल 2 को लागू करना संभव होगा, केवल कार्यक्षमता को ट्रिम करके, क्योंकि वे स्वीप इकाई को छोड़कर समान हैं।

और इसलिए, एक वर्ग तरंग क्या है। नीचे दिया गया आंकड़ा सिर्फ ऐसी लहर दिखाता है।



यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण नहीं है कि समय अक्ष कहां है। मेरा एमुलेटर एक ऐसी तरंग का उपयोग करता है जो खंडों को उत्पन्न करता है "एक संकेत है" (1-2, 3-4, 5-6), "कोई संकेत नहीं है" (0-1, 2-3, 4-5)। यह अलग तरीके से किया जा सकता है और समय की धुरी को बीच में डाल सकता है, लेकिन यह केवल कार्यान्वयन को जटिल करेगा, और परिणाम समान होगा।

इस आंकड़े में, सिग्नल ड्यूटी चक्र 2 है, क्योंकि विभिन्न आयाम वाले सेगमेंट की अवधि समान है। डीएमजी आपको अलग-अलग कर्तव्य चक्र मानों के साथ आयताकार तरंगों को उत्पन्न करने की अनुमति देता है, हालांकि यह दस्तावेजीकरण में कर्तव्य चक्र कारक के कर्तव्य का उपयोग करने के लिए प्रथागत है - कर्तव्य चक्र। वैसे, यह अधिक दृश्य है, और हम इसका उपयोग करेंगे। चुनाव ड्यूटी चक्र के 4 अलग-अलग मानों - 0.125, 0.25, 0.5, 0.75 से दिया गया है। कर्तव्य चक्र आवृत्ति को प्रभावित नहीं करता है, लेकिन केवल संकेत की प्रकृति पर। नीचे दिया गया आंकड़ा विभिन्न कर्तव्य चक्र और समान आवृत्ति पर संकेतों के बीच अंतर को दर्शाता है।



4 मान प्रदान किए जाते हैं, हालांकि, वास्तव में, 3 मान प्रदान किए जाते हैं - कर्तव्य चक्र 0.25 और 0.75 अलग-अलग दिखने वाली तरंगें देते हैं, लेकिन उनकी ध्वनि समान है। ध्वनि को पुनरुत्पादित करते समय, आयाम में परिवर्तन का महत्व है, जिसमें भरण कारक 0.25 और 0.75 के समान वर्ण है।

कर्तव्य चक्र मान ऊपरी दो बिट्स में NRX1 रजिस्टर में निहित है।

स्वाभाविक रूप से, हमें यह जानना होगा कि सिग्नल को किस आवृत्ति पर उत्पन्न किया जाना चाहिए। इसके लिए, रजिस्टर NRX3 और NRX4 का उपयोग किया जाता है। आवृत्ति संख्या 11 बिट्स द्वारा इंगित की जाती है - निचले 8 बिट्स NRX3 रजिस्टर में हैं, सबसे महत्वपूर्ण 3 बिट्स NRX4 रजिस्टर में हैं। इस प्रकार, आवृत्ति 0 से 2047 तक हो सकती है, लेकिन ये मान ध्वनि की वास्तविक आवृत्ति पर लागू नहीं होते हैं। इन मूल्यों को वास्तविक आवृत्ति में अनुवाद करने के लिए, आपको निम्न सूत्र का उपयोग करना होगा:

एफ = 4194304 / (32 * (2048 - एक्स)) हर्ट्ज,

जहाँ X, NRX3 और NRX4 के रजिस्टरों से आवृत्ति है, F ध्वनि की आवृत्ति है।

इस प्रकार, ध्वनि की आवृत्ति 64 हर्ट्ज से 131 072 हर्ट्ज तक होती है। ऐसी उच्च आवृत्तियों के बारे में चिंता न करें - न केवल हमारे लिए ऐसी आवृत्ति की ध्वनि को ठीक से उत्पन्न करना काफी कठिन होगा (Kotelnikov के प्रमेय के अनुसार, नमूना आवृत्ति 262 144 हर्ट्ज से अधिक होनी चाहिए); इसलिए सब कुछ इस तथ्य से जटिल है कि हमारी तकनीक इसे पुन: पेश करने में सक्षम नहीं है, और हमारे कान सुनने में सक्षम नहीं हैं। अधिक वास्तविक सीमा 22,000 हर्ट्ज तक सीमित है - यह मोटे तौर पर मानव श्रवण की गतिशील सीमा की ऊपरी सीमा से मेल खाती है और यह अधिकांश वक्ताओं के लिए आकस्मिक नहीं है। और ऐसी आवृत्तियों के लिए, 44 100 हर्ट्ज का सामान्य नमूनाकरण दर हमारे लिए पर्याप्त है।

ऊपर दिए गए सूत्र को आमतौर पर दिए गए दस्तावेज़ में दिया गया है, लेकिन यह समझना अच्छा होगा कि इस तरह से गणना क्यों की जाती है। चलो फिर से साउंड सिस्टम ऑपरेशन स्कीम देखें, वहां एक वेव जनरेटर घटक है। इसमें एक टाइमर होता है जिसके साथ वांछित आवृत्ति की एक लहर उत्पन्न होती है। इस टाइमर की अवधि 4 * (2048 - X) है। पूर्ण अवधि को पारित करने के लिए लहर के लिए, टाइमर को 8 गिनती करना चाहिए, जो हमें पोषित 32 * (2048 - एक्स) देता है - यह लहर की पूर्ण अवधि का मूल्य है।

उचित कार्यान्वयन के साथ उल्लिखित टाइमर आपको आवृत्ति अनुवादों के बारे में चिंता करने की अनुमति नहीं देगा। यदि एमुलेटर में टाइमर प्रोसेसर के साथ अन्य सभी घटकों की तरह ही सिंक्रनाइज़ है,
तब सब कुछ अपने आप से काम करेगा। फॉर्मूला 4 * (2048 - एक्स) टिक्सेस में टाइमर की अवधि देता है।

इस टाइमर के 8 नमूनों में, ध्वनि तरंग पूर्ण अवधि को पारित करेगी। अब फिल फैक्टर पर वापस जाएं। वह अपनी अवधि के दौरान लहर के परिवर्तन की प्रकृति को निर्धारित करता है। दस्तावेज़ में निम्नलिखित मान दिए गए हैं (क्रमशः और दाहिने स्तंभ में 1 और 0, क्रमशः, "एक संकेत है" और "कोई संकेत नहीं है"):

कारक भरें	एक तरंग अवधि का आकार
0.125	00000001
0.25	10000001
0.5	10000111
0.75	01111110

आवृत्ति के अलावा, अन्य डेटा भी NRX4 रजिस्टर में संग्रहीत किया जाता है। वैसे, इसकी संरचना:

बिट्स	नियुक्ति
7	चैनल पुनः आरंभ
6	अंतहीन / अंत खेलने
2-0	आवृत्ति के कम 3 बिट्स

यदि बिट 6 को मंजूरी दे दी जाती है, तो ध्वनि को अंतहीन रूप से खेला जाता है। यदि बिट सेट है, तो लंबाई काउंटर खेलने में आता है।

रीस्टार्ट बिट 7 बस यही करता है। यदि इसे 1 लिखा जाता है, तो चैनल पुनः आरंभ होता है। यह एक चैनल के लिए अजीब लग सकता है जो एक अनंत आवधिक संकेत को पुन: पेश करता है, लेकिन वास्तव में यह मॉड्यूलेशन घटकों के लिए अधिक महत्वपूर्ण है। उनके बारे में बाद में। इसके अलावा, उपरोक्त तरंग आपको सही संकेत उत्पन्न करने की अनुमति देते हैं - जब आप चैनल को पुनरारंभ करते हैं, तो संकेत अवधि भी निर्दिष्ट रूपों के अनुसार बहुत शुरुआत से शुरू होती है।

यह आपको सामान्य रूप से चैनल 1 और 2 के बारे में जानने की आवश्यकता है। अगला, मॉडुलन घटक खेल में आते हैं। इस तथ्य के बावजूद कि प्रत्येक चैनल में अपने स्वयं के मॉड्यूलेशन घटक होते हैं, उनका ऑपरेटिंग सिद्धांत समान है। अब हम सभी मॉड्यूलेशन घटकों (चैनल 1 में उन सभी को शामिल करते हैं) पर विचार करेंगे ताकि हम अब इसे दोहराएं नहीं।

स्वीप यूनिट

यह घटक सिग्नल की आवृत्ति को नियंत्रित करता है। यह दो मोड में काम करता है - आवृत्ति बढ़ाना या घटाना। विभिन्न अवधियों और चरण आकारों का समर्थन किया जाता है। घटक रजिस्टर NRX0 के माध्यम से नजर रखी है। यहाँ इसकी संरचना है:

बिट्स	नियुक्ति
6-4	अवधि: 000 - घटक बंद है 001 - 1/128 एस 010 - 2/128 एस 011 - 3/128 एस 100 - 4/128 एस 101 - 5/128 एस 110 - 6/128 एस 111 - 7/128 एस
3	मोड: 0 - आवृत्ति में वृद्धि 1 - आवृत्ति में कमी
2-0	कदम

पीरियड्स को मिलीसेकंड में इंगित किया गया है, और उन्हें गिनती के समय के लिए उपायों में परिवर्तित किया जाना चाहिए, लेकिन फ़्रेम सीक्वेंसर के उचित कार्यान्वयन के साथ, हमें इसकी आवश्यकता नहीं है। स्वीप यूनिट 128 हर्ट्ज की आवृत्ति पर संचालित होती है, इसलिए अवधि 1/128 के सापेक्ष यादृच्छिक रूप से गणना नहीं की जाती है - यह आपको टिक की मैन्युअल गणना के बारे में भूल जाने की अनुमति देता है। यह अन्य घटकों के साथ मामला है - फ़्रेम सीक्वेंसर सब कुछ मानता है, बाकी किसी चीज के बारे में "चिंता" करने की आवश्यकता नहीं है।

अब स्टेप करें। इसकी व्याख्या करना व्यर्थ है; ऐसा सूत्र देना अधिक आसान है जिसके द्वारा अगली गणना में निम्न आवृत्ति मान की गणना की जाती है:

एफ (टी) = एफ (टी - 1) t एफ (टी - १) / २ ^एन ,

जहां F (t) अगला आवृत्ति मान है, F (t - 1) वर्तमान आवृत्ति मान है, n NRX0 रजिस्टर से चरण मान है। मैं ध्यान देता हूं कि हमें रजिस्टर NRX0 से चरणों की संख्या से विभाजन के लिए नहीं, बल्कि दाईं ओर थोड़ी सी शिफ्ट का उपयोग करने की आवश्यकता है।

नीचे दिए गए चित्र में NRX0 = 0x61 के साथ स्वीप इकाई का संचालन दिखाया गया है:



फ़्रीक्वेंसी परिवर्तन लगातार तब तक होता रहता है जब तक कि फ़्रीक्वेंसी वैल्यू की कोई एक सीमा पूरी नहीं हो जाती या कोई स्वीप यूनिट को निष्क्रिय नहीं कर देता। यदि आवृत्ति में कमी मोड चालू होता है और अगली आवृत्ति नकारात्मक हो जाती है, तो पिछला मान सहेज लिया जाता है और गणना रुक जाती है। यदि आवृत्ति वृद्धि मोड चालू है, और यह अधिकतम मान (2047) से अधिक हो गया है, तो चैनल बंद हो जाता है, और शून्य शून्य को रजिस्टर NR52 के संबंधित स्थिति बिट में लिखा जाता है, जो इंगित करता है कि चैनल बंद हो गया है।

यह सरल चीजों को समाप्त करता है और स्पष्ट विवरण शुरू करता है। स्वीप में कई छिपे हुए रजिस्टर होते हैं जो बाहर से सुलभ नहीं होते हैं - गतिविधि का ध्वज (आंतरिक सक्षम ध्वज) और आवृत्ति के लिए बफर रजिस्टर (आवृत्ति छाया रजिस्टर)। इसमें NRX0 रजिस्टर में निर्धारित अवधि का पालन करने के लिए एक काउंटर भी है।

मैंने पहले ही उल्लेख किया है कि NRX4 रजिस्टर में पुनरारंभ बिट, जिसे ट्रिगर भी कहा जाता है, मॉडुलन घटकों के लिए प्रासंगिक है। स्वीप यूनिट में स्थापित होने पर, निम्नलिखित होता है:

• चैनल आवृत्ति (NRX3 और NRX4) को आवृत्ति रजिस्टर बफर में कॉपी किया जाता है।
• काउंटर रीसेट है। ऐसा करने के लिए, रजिस्टर NRX0 से आपको बिट्स 6-4 कॉपी करने की आवश्यकता है, अर्थात। काउंटर 128 हर्ट्ज की आवृत्ति पर नमूनों की संख्या दिखाएगा। फ़्रेम सीक्वेंसर इस आवृत्ति पर नमूने उत्पन्न करेगा, इसलिए, काउंटर को इसके अनुरूप होना चाहिए। जैसा कि आप देख सकते हैं, अगर सब कुछ सही ढंग से किया जाता है तो कोई अनावश्यक परिवर्तन नहीं होते हैं।
• गतिविधि ध्वज सेट किया गया है यदि अवधि या चरण शून्य के बराबर नहीं है। अन्यथा, यह रीसेट है।
• यदि चरण शून्य के बराबर नहीं है, तो एक नई आवृत्ति की गणना की जाती है और अतिप्रवाह (2047 से अधिक नहीं) के लिए जाँच की जाती है, लेकिन नई आवृत्ति को बचाया नहीं जाता है - सब कुछ बस अतिप्रवाह के लिए जाँच के लिए किया जाता है।

और इसलिए, क्या होता है जब काउंटर "कहता है" कि यह आवृत्ति को अपडेट करने का समय है। पहले हम काउंटर रीसेट करते हैं। फिर हम गतिविधि ध्वज की जांच करते हैं - यदि यह सेट है, तो नई आवृत्ति की गणना ऊपर दिए गए फॉर्मूले के अनुसार की जाती है, जिसमें आवृत्ति रजिस्टर-बफर एफ (टी - 1) के रूप में कार्य करता है। वहाँ एक अतिप्रवाह जाँच है - यदि नई आवृत्ति 2047 से अधिक है, तो चैनल बंद है।

यदि कोई अतिप्रवाह नहीं था और चरण शून्य के बराबर नहीं है, तो नया आवृत्ति मूल्य NRX3 और NRX4 रजिस्टरों को लिखा गया है, साथ ही साथ आवृत्ति बफर रजिस्टर भी। नई आवृत्ति की तुरंत एक और गणना होती है और अतिप्रवाह की जाँच होती है, लेकिन यह आवृत्ति नहीं बचती है - यह सब केवल एक और अतिप्रवाह जाँच के लिए किया जाता है।

आवृत्ति रजिस्टर बफ़र को यहां छोड़ा नहीं जा सकता है। इसकी उपस्थिति इस तथ्य की ओर ले जाती है कि स्वीप इकाई संचालन के दौरान चैनल आवृत्ति का पूर्ण मैनुअल नियंत्रण असंभव है। हम स्वयं आवृत्ति बदल सकते हैं, लेकिन यह तब तक रहेगा जब तक स्वीप इकाई की गणना नहीं हो जाती - चूंकि यह गणना में आवृत्ति रजिस्टर-बफर का उपयोग करता है, हमारे आवृत्ति मूल्य को अनदेखा और अधिलेखित किया जाएगा, और गणना जारी रहेगी, जैसे कि कुछ भी नहीं यह हुआ।

अब दो विषमताएँ हैं कि डीएमजी में मॉड्यूलेशन घटक लाजिमी हैं:

• जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, 0 के मान के साथ एक अवधि का अर्थ है कि स्वीप इकाई अक्षम है। यह तार्किक है और ऐसा ही होना चाहिए था, लेकिन वास्तव में एक डीएमजी के लिए, NRX0 रजिस्टर में 0 के मान के साथ एक अवधि का मतलब है कि अवधि 8 है। कोई आवृत्ति गणना नहीं होती है, बस स्वीप इकाई निष्क्रिय है। टेस्ट रोम इसे सत्यापित करते हैं।
• ऐसे परिदृश्य की कल्पना करें। गेम ने फ़्रीक्वेंसी रिडक्शन मोड सेट किया है। कुछ समय बीत गया और एक नई आवृत्ति की गणना की गई। यदि इसके बाद खेल आवृत्ति वृद्धि मोड को सेट करने का प्रयास करता है, तो चैनल तुरंत अक्षम हो जाएगा। इस प्रकार, यदि आवृत्ति को कम करने की विधि में नई आवृत्ति की कम से कम एक गणना हुई है, तो आवृत्ति को बढ़ाने के लिए मोड को बदलना चैनल को निष्क्रिय कर देता है।

लंबाई काउंटर

यह घटक सबसे सरल काउंटर है। यह एक निश्चित संख्या में नमूनों को मापता है, और फिर इससे जुड़े ऑडियो चैनल को डिस्कनेक्ट करता है। यह घटक सभी चैनलों पर मौजूद है और अपने काम के लिए NRX1 रजिस्टर का उपयोग करता है - यह चैनल प्लेबैक की अवधि को संग्रहीत करता है। मैं इसकी संरचना नहीं दूंगा - सभी चैनलों में अवधि मान के लिए अलग-अलग बिट्स हैं। इसके अलावा, लंबाई काउंटर के लिए, NRX4 रजिस्टर में मान 6 है, जो इस घटक को चालू / बंद करता है।

फ़्रेम सीक्वेंसर 256 हर्ट्ज की आवृत्ति पर इस घटक के लिए नमूने उत्पन्न करता है। रजिस्टर NRX1 में मूल्यों को ऐसी आवृत्ति पर नमूनों में इंगित किया गया है, जो एक बार फिर से, रूपांतरण से स्वतंत्रता का मतलब है। प्रत्येक उलटी गिनती में, परिवर्तनों को रजिस्टर में वापस लिखा जाता है - रजिस्टर NRX1 और एक काउंटर है।

रजिस्टर NRX1 से अवधि मान का उपयोग करने से पहले, इसे निम्न सूत्र का उपयोग करके परिवर्तित किया जाना चाहिए:

काउंटर = (~ एनआरएक्स 1 और मास्क) + 1,

जहाँ काउंटर काउंटर है, मास्क वह मुखौटा है जिसके साथ केवल अवधि मान रजिस्टर से निकाला जाता है (कभी-कभी भरण कारक अभी भी इसमें है)। यह हमें 256 हर्ट्ज की आवृत्ति पर नमूनों की संख्या देगा।

सब कुछ बेहद स्पष्ट प्रतीत होता है - एक प्राथमिक काउंटर। अगली गणना में, हम सच्चाई के लिए NRX4 रजिस्टर में ध्वज की जांच करते हैं और यदि सफल हो, तो घटक काउंटर में गिनती को चिह्नित करें। यदि काउंटर अंतिम मूल्य पर पहुंचता है, तो चैनल अक्षम है। अगली विषमताओं के कार्यान्वयन में कठिनाइयाँ आती हैं - वे सभी NRX4 रजिस्टर चेंज हैंडलर में केंद्रित हैं:

• यदि घटक को बंद कर दिया गया था और अब बिट 6 का उपयोग करके चालू किया गया है, तो काउंटर शून्य तक नहीं पहुंचा है, और फ़्रेम सीक्वेन्सर की वर्तमान स्थिति हमारे घटक (सभी राज्यों को भी गिनती है), फिर हम तुरंत गणना करते हैं। इससे काउंटर को शून्य तक पहुंचाया जा सकता है और चैनल को डिस्कनेक्ट किया जा सकता है, लेकिन यहां एक और शर्त को ध्यान में रखा जाना चाहिए - चैनल को केवल यहां डिस्कनेक्ट किया गया है यदि चैनल को फिर से शुरू नहीं किया गया है, अर्थात। रिस्टार्ट बिट शून्य है।
• यदि एक पुनरारंभ किया जाता है और काउंटर शून्य तक पहुंचता है, तो अधिकतम संभव अवधि मान NRX1 रजिस्टर, यानी को लिखा जाता है। अवधि के सभी बिट रीसेट हैं (ऊपर सूत्र देखें)।यदि एक ही समय में घटक को स्विच किया जाता है (पिछला मान महत्वपूर्ण नहीं है) और फ़्रेम सीक्वेन्सर की वर्तमान स्थिति हमारे घटक को गिनती है, तो हम तुरंत गणना करते हैं। यहां अब कोई स्थितियां नहीं हैं - चैनल डिस्कनेक्ट हो गया है, जिसका अर्थ है कि यह डिस्कनेक्ट हो गया है।

लिफ़ाफ़ा इकाई

यह घटक ध्वनि की मात्रा को एक निश्चित अवधि के साथ स्थिर कदम के साथ कम या बढ़ाकर नियंत्रित करता है। इस मामले में वॉल्यूम का मतलब उत्पन्न संकेत का आयाम है। इस घटक को NRX2 रजिस्टर के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है:

बिट्स	नियुक्ति
7-4	आयाम का प्रारंभिक मूल्य
3	मोड: 0 - कमी 1 - वृद्धि
2-0	अवधि

फ़्रेम Sequencer 64 हर्ट्ज की आवृत्ति पर इस घटक के लिए नमूने उत्पन्न करता है। रजिस्टर NRX2 में मूल्यों को उस आवृत्ति पर नमूनों में दर्शाया गया है। प्रत्येक उलटी गिनती में, आंतरिक अवधि काउंटर गिना जाता है। जब वह एक अवधि को गिनता है, तो आयाम का मान बढ़ता है / घटता है। जब सीमा मान पूरा हो जाता है, तो गणना रुक जाती है। 0 के आयाम पर, स्पष्ट रूप से, चैनल को मफल किया गया है, लेकिन सक्रिय है।



ऊपर का आंकड़ा सिग्नल के आयाम का एक ग्राफ दिखाता है जब लिफ़ाफ़ा इकाई 0x55 के NRX2 मान के साथ चल रही होती है। आयाम का प्रारंभिक मान तब सेट होता है जब चैनल को पुनरारंभ किया जाता है ( ट्रिगर ) - इस मामले में, यह 5 है। इस प्रक्रिया में, इसका उपयोग नहीं किया जाता है और इसे संशोधित नहीं किया जाता है। फिर, प्रत्येक अवधि के साथ, आयाम शून्य तक पहुंचने तक एक-एक करके कम हो जाता है।

अब एक और विषमता। सबसे पहले, NRX4 को संशोधित करते समय:

• स्वीप इकाई के लिए, अवधि 0 का अर्थ है कि अवधि 8. है। फिर से, कोई गणना नहीं होती है - घटक निष्क्रिय है।
• यदि चैनल फिर से शुरू होता है और फ़्रेम सीक्वेन्सर की अगली स्थिति लिफाफे के लिए एक गिनती उत्पन्न करती है, तो अवधि काउंटर को एक से अधिक सेट किया जाना चाहिए।
• यदि चैनल पुनरारंभ होता है, तो प्रारंभिक आयाम मान शून्य होता है और आयाम कमी मोड सेट होता है, चैनल तुरंत बंद हो जाता है।

अब NRX2 को संशोधित करते समय:

• यदि वर्तमान (नया मान अभी तक दर्ज नहीं किया गया है) NRX2 मान में शून्य के बराबर की अवधि शामिल है, और अवधि काउंटर की गिनती समाप्त नहीं हुई है (हमें याद है कि अवधि 0 का मतलब 8 है), तो वर्तमान आयाम मूल्य एक से बढ़ाना होगा। अन्यथा, हम वर्तमान मोड की जांच करते हैं - यदि यह कमी है, तो आयाम को 2 से बढ़ाया जाना चाहिए। अर्थात्। यह सब चैनल द्वारा उत्पन्न सिग्नल के आयाम में तत्काल वृद्धि का कारण होगा।
• यदि मोड बदलता है, तो आयाम 16 माइनस मान के बराबर सेट होता है।
• सभी ऑपरेशनों के बाद, आयाम मान निचले 4 बिट्स में कट जाता है।

लिफ़ाफ़ा इकाई में सभी का सबसे अजीब व्यवहार है, लेकिन, दुर्भाग्य से, केवल उल्लिखित विषमताएं प्रलेखित हैं। वास्तविक डीएमजी पर व्यवहार बहुत अधिक जटिल है, लेकिन कोई भी एमुलेटर इसके सटीक कार्यान्वयन का दावा नहीं कर सकता है।

साउंड चैनल ३

यह साउंड चैनल वेव पैटर्न रैम की सामग्री के अनुसार एक तरंग उत्पन्न करता है, जो I / O पोर्ट्स मेमोरी क्षेत्र में स्थित है। वेव पैटर्न रैम 16 बाइट्स लंबा है और इसमें 32 नमूने हैं। प्रत्येक बाइट में 2 नमूने शामिल हैं - ऊपरी 4 बिट्स में पहला नमूना, दूसरा निचले 4 बिट्स में। एनआर 33 और एनआर 34 (इन रजिस्टरों की संरचना 1 और 2 चैनलों के समान है) में एक आवृत्ति सेट पर मेमोरी की सामग्री को चक्रीय रूप से खेला जाता है।

इस चैनल में मॉडुलन घटकों के केवल लंबाई काउंटर शामिल हैं - इसका संचालन बाकी चैनलों के समान है और रजिस्टर NR31 का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है। सिग्नल आयाम को मैन्युअल रूप से समायोजित किया जाता है। आयाम मान NR32 रजिस्टर का उपयोग करके सेट किया गया है, जो केवल 6 और 5 बिट्स का उपयोग करता है। उनके निम्नलिखित अर्थ हो सकते हैं:

• 00: चैनल मौन है लेकिन सक्रिय है।
• 01: वेव पैटर्न रैम प्ले होता है।
• 10: Wave Pattern RAM 1 .
• 11: Wave Pattern RAM 2 .

इसके अलावा, बिट 7 में NR30 रजिस्टर में एक झंडा होता है जो ध्वनि के प्रजनन की अनुमति देता है (अन्य बिट्स का उपयोग नहीं किया जाता है)। यदि यह 0 है, तो यह निषिद्ध है। अन्यथा, इसकी अनुमति है। यह समझना महत्वपूर्ण है कि इस ध्वज में इस चैनल के लिए रजिस्टर NR52 में स्थिति बिट के साथ एक-से-एक पत्राचार नहीं है। यदि NR30 में बिट 7 सेट किया गया है, तो ध्वनि को पुन: पेश किया जा सकता है - NR52 में इस चैनल के लिए स्थिति बिट शून्य रह सकती है, और ध्वनि आउटपुट नहीं होगी। प्लेबैक की अनुमति है लेकिन शुरू नहीं हुई है। यदि ध्वज साफ़ हो जाता है, तो यह चैनल को अक्षम कर देता है, जो NR52 में स्थिति बिट के रीसेट की ओर जाता है।

वेव जनरेटर में टाइमर 2 * (2048 - X) की अवधि के साथ काम करता है, जहां एक्स NRX3 और NRX4 रजिस्टरों से आवृत्ति है। इस मामले में, आवृत्ति का मतलब ध्वनि आवृत्ति नहीं है, लेकिन आवृत्ति जिसके साथ अगला नमूना तरंग पैटर्न रैम से पढ़ा जाता है।

चैनल 3, अन्य बातों के अलावा, वर्तमान नमूना के लिए एक सूचक और एक नमूना बफर शामिल है - सटीक अनुकरण के लिए एमुलेटर में उनकी उपस्थिति आवश्यक है। अगली टाइमर गणना में, सूचक एक नई स्थिति में जाता है, और वर्तमान बाइट को नमूना बफर में कॉपी किया जाता है (यह स्पष्ट है कि हर दो नमूनों के लिए बाइट समान होगी)। अगला, एक और विषमता खेल में आती है:

• , Wave Pattern RAM – . , , ; Wave Pattern RAM, , Wave Pattern RAM. . , , Wave Pattern RAM .
• 3 , Wave Pattern RAM , 3 . 0xFF, . 3 , 3 , , — , . 3 – Wave Pattern RAM.
• नमूना पढ़ते समय चैनल 3 को फिर से शुरू करना वेव पैटर्न रैम में पहले चार बाइट्स को नुकसान पहुंचाएगा। यदि वर्तमान नमूने का सूचक पहले चार बाइट्स के भीतर है, तो वेव पैटर्न रैम की पहली बाइट नमूना बफर की सामग्री द्वारा ओवरराइट की जाएगी। यदि वर्तमान नमूना सूचक एक अलग स्थिति में है, तो सभी 4 पहले बाइट्स को उस चार बाइट्स (4-7, 8-11, 12-15) की सामग्री के साथ ओवरराइट किया जाएगा जहां सूचक स्थित है। उदाहरण के लिए, यदि सूचक 10 बाइट्स है, तो पहले चार बाइट्स की सामग्री को बाइट्स 8-11 के साथ ओवरराइट किया जाएगा।

पहले पैराग्राफ के साथ, सब कुछ प्राथमिक है। बाकी को लागू करना इतना आसान नहीं है, खासकर जब इंटरनेट पर कार्यान्वयन की सूक्ष्मताओं का कोई उल्लेख नहीं है। कुकीबॉय में उनका कार्यान्वयन एक टाइमर काउंटर में हेरफेर करने के लगभग यादृच्छिक प्रयासों का परिणाम है जो वर्तमान नमूने के सूचक को स्थानांतरित करता है। यहाँ मैं क्या पता लगाने में कामयाब रहा।

और ऐसा है।अंतिम दो बिंदुओं को लागू करने की कुंजी यह समझना है कि जब रजिस्टर NR34 के माध्यम से चैनल को पुनरारंभ (ट्रिगर) किया जाता है तो क्या होता है। जाहिर है, हमें वर्तमान नमूने के टाइमर काउंटर और पॉइंटर को रीसेट करने की आवश्यकता है। ऊपर दिए गए पहले पैराग्राफ के अनुसार सैंपल पॉइंटर को रीसेट करें - यहां सब कुछ सरल है। काउंटर के साथ, सब कुछ इतना सरल नहीं है, यहां समस्या को हल करने की कुंजी निहित है।

चैनल के पुनरारंभ होने पर काउंटर को रीसेट करना एक स्पष्ट और गलत समाधान है। वास्तव में, काउंटर को इस तरह से प्रारंभ किया जाता है कि वर्तमान नमूने की स्थिति के अद्यतन से पहले देरी हो। विलंब टाइमर की अवधि के बराबर है (मैंने पहले ही सूत्र दिया है) प्लस एक निश्चित स्थिर (सबसे अधिक संभावना 8 से अधिक उपाय नहीं), जिसे आपको अपने लिए चुनना होगा। यानीएक अवधि की गिनती और पॉइंटर की स्थिति को अपडेट करने के बजाय, टाइमर दो अवधियों और एक निश्चित स्थिरांक को गिनता है। उसके बाद, टाइमर सामान्य रूप से संचालित होता है, सेट एक अवधि की गणना करता है।

यह मेरे एमुलेटर में काम करता है। क्लॉककाउंटर चर एक टिक काउंटर है। यह एक प्रतिष्ठित प्रकार है। जैसे ही यह टाइमर की अवधि के बराबर मूल्य तक पहुंचता है, मैं वर्तमान नमूने के पॉइंटर की स्थिति को अपडेट करता हूं और काउंटर को रीसेट करता हूं (इससे अवधि का मूल्य घटाएं)। NR34 का उपयोग करके चैनल को पुनरारंभ करते समय, मैंने क्लॉककाउंटर = -Period - 3 निर्धारित किया है, जहां अवधि ऊपर दिए गए सूत्र के अनुसार टिक्सेस में टाइमर की अवधि का मूल्य है, 3 एक ही जादू निरंतर है। यह आवश्यक विलंब देता है और आपको यह पता लगाने की अनुमति देता है कि आप किस समय वेव पैटर्न रैम पढ़ / लिख सकते हैं। अगर वॉच पैटर्न रैम पढ़ने या लिखने के समय क्लॉक एनकाउंटर चर 3 है, तो ये ऑपरेशन उपलब्ध हैं। अन्यथा, 0xFF वापस करें।

अब सैंपल पॉइंटर। जब मैं पुनरारंभ करता हूं, तो मैं इसे लिखता हूं। 1. यह देरी का नमूना संयोजन है और पुनरारंभ करते समय नमूना पॉइंटर के मूल्य को परीक्षण रोम की अनुमति देता है। केवल इस तथ्य के बारे में मत भूलो कि पुनरारंभ करने के बाद खेला गया दूसरा नमूना तरंग पैटर्न रैम में दूसरा नमूना है। देरी के कारण, नमूना बफर की पुरानी सामग्री दो बार खेली जाएगी (पहली विषमता देखें), और फिर वेव रैम से तीसरा नमूना। यह मेरे कार्यान्वयन की ख़ासियत है, इसलिए, जैसे ही चैनल को फिर से शुरू करने के बाद टाइमर पूरी देरी से गुजरता है (गैर-नकारात्मक हो जाता है), मैं नमूना बफर की सामग्री को अपडेट करता हूं।

पहले चार नमूनों की क्षति के साथ, सब कुछ प्राथमिक है, केवल अब क्लॉककाउंटर को वेव पैटर्न रैम के पहले बाइट्स की क्षति और ओवरराइटिंग के लिए 1 के बराबर होना चाहिए।

यह मत भूलो कि चैनल को पुनरारंभ करना NR34 में सिर्फ एक प्रविष्टि नहीं है। उपरोक्त सभी और पुनरारंभ स्वयं तब ही होता है जब 1 NR34 के उच्च बिट को लिखा जाता है और रजिस्टर NR30 प्लेबैक की अनुमति देता है (उच्च बिट सेट है)।

ध्वनि चैनल ४

यह चैनल शोर उत्पन्न करता है। लंबाई काउंटर और लिफाफा इकाई इससे जुड़ी हुई हैं - उनका व्यवहार अन्य चैनलों से अलग नहीं है। वही रजिस्टर उनके लिए आरक्षित हैं - क्रमशः NR41 और NR42। इस चैनल में सामान्य अर्थों में आवृत्ति शामिल नहीं है - NR43 का उपयोग पूरी तरह से अलग उद्देश्यों के लिए किया जाता है, और NR44 में सभी सामान्य झंडे होते हैं, लेकिन आवृत्ति के लिए बिट्स का उपयोग नहीं किया जाता है।

शोर जनरेटर तथाकथित LFSR पर आधारित है - रैखिक प्रतिक्रिया शिफ्ट रजिस्टर या रैखिक प्रतिक्रिया के साथ शिफ्ट रजिस्टर। यह एक छद्म यादृच्छिक बिट अनुक्रम जनरेटर है। इसके संचालन का सिद्धांत काफी सरल है।

शिफ्ट रजिस्टर एक निश्चित लंबाई के बिट अनुक्रम के लिए एक भंडार है (DMG में, शिफ्ट रजिस्टर 7 या 15 बिट्स हो सकता है)। शिफ्ट रजिस्टर के कुछ बिट्स को टैप के रूप में चिह्नित किया जाता है - यह उनके लिए धन्यवाद है कि एक अनुक्रम उत्पन्न होता है। DMG में, टैप शिफ्ट रजिस्टर के 0 और 1 बिट्स हैं। एलएफएसआर के निरंतर संचालन के लिए, एक घड़ी जनरेटर का उपयोग किया जाता है जो छद्म-यादृच्छिक अनुक्रम के अगले बिट की गणना करने के लिए नमूने उत्पन्न करता है।

शुरुआत में, शिफ्ट रजिस्टर किसी भी गैर-शून्य बिट अनुक्रम के साथ आरंभीकृत किया जाता है - यदि सभी बिट्स शून्य के बराबर हैं, तो LFSR के आउटपुट पर हमें हमेशा शून्य मिलेगा। अगली उलटी गिनती में, निम्नलिखित होता है:

1. नल को मॉडुलो 2 (ऑपरेशन XOR) कहा जाता है, और परिणाम आगे के संचालन के लिए सहेजा जाता है।
2. ( 0) .
3. .
4. 2, .

आउटपुट एक छद्म यादृच्छिक बिट अनुक्रम है। यह इस कारण से छद्म यादृच्छिक है कि इसकी एक अवधि होती है - एक निश्चित क्षण से पूरे अनुक्रम को लूप किया जाता है। अवधि की लंबाई (टी) की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

टी = 2 ^एन - 1,

जहां एन बिट्स में शिफ्ट रजिस्टर की लंबाई है। अवधि एक को छोड़कर, शिफ्ट रजिस्टर के विभिन्न राज्यों की अधिकतम संख्या से निर्धारित होती है, जब सभी बिट्स शून्य के बराबर होती हैं। इस प्रकार, 7-बिट रजिस्टर के लिए, अवधि 127 होगी, और 15-बिट रजिस्टर के लिए यह 32767 होगा। यह हमें इस सवाल की ओर ले जाता है - ईमानदारी से सब कुछ की गणना करें या पूर्व-निर्मित अनुक्रमों का उपयोग करें। परिणाम समान होगा, क्योंकि LFSR लूप की गारंटी है। मैंने दूसरा तरीका इस्तेमाल किया। LFSR7.inc और LFSR15.inc फाइलों में अनुक्रम देखे जा सकते हैं।

LFSR रजिस्टर को नियंत्रित करने के लिए NR43 का उपयोग किया जाता है। यहाँ इसकी संरचना है:

बिट्स	नियुक्ति
7-4	टाइमर की आवृत्ति ऑफसेट: 0000: 1/2 0001: 1/2 2 0002: 1/2 3 0003: 1/2 4 ... 1101: 1/2 14 1110: 1111 का उपयोग नहीं किया गया : उपयोग नहीं किया गया
3	शिफ्ट रजिस्टर की लंबाई: 0: 15 बिट 1: 7 बिट
2-0	आवृत्ति गुणक: 000: 2 001: 1 010: 1/2 011: 1/3 100: 1/4 101: 1/5 110: 1/6 111: 1/7

शिफ्ट रजिस्टर की लंबाई के साथ, सब कुछ स्पष्ट है। शेष बिट्स का उपयोग एलएफएसआर घड़ी की आवृत्ति की गणना करने के लिए किया जाता है। इसकी गणना निम्न सूत्र के अनुसार की जाती है (F):

F = f * Shift * Ratio,

जहाँ f = 4194304 Hz, Shift - टाइमर की फ़्रीक्वेंसी शिफ्ट (मान ऊपर दी गई तालिका में दिखाए गए हैं), अनुपात - आवृत्ति गुणक (मान ऊपर दी गई तालिका में दिखाए गए हैं)। यदि फ़्रीक्वेंसी शिफ्ट बिट्स 1110 या 1111 हैं, तो LFSR को नमूने प्राप्त नहीं होते हैं, जिसका अर्थ है कि चैनल 4 मौन है।

कार्यान्वयन

ध्वनि को लागू करने के लिए, मैंने एसडीएल को चुना। इस लाइब्रेरी में प्रक्रियात्मक ध्वनि उत्पन्न करने के लिए एक बहुत ही सरल एपीआई है - ध्वनि पैरामीटर, नमूना बफर लंबाई, कॉलबैक फ़ंक्शन और वह सब निर्दिष्ट करें। एसडीएल स्वचालित रूप से इस फ़ंक्शन को कॉल करता है, जहां हम नमूनों के अगले बैच को "फीड" करते हैं। उन्हें वापस खेलने के बाद, फ़ंक्शन को फिर से कहा जाता है, आदि। सरल एपीआई के अलावा, एसडीएल का एक और फायदा यह है कि यह बहुत छोटे नमूना बफ़र्स के साथ अच्छा काम करता है, और विलंबता हमारे लिए बहुत महत्वपूर्ण है।

मैं साउंड सिस्टम के घटकों के कार्यान्वयन के विवरण में नहीं जाऊंगा। सैद्धांतिक भाग में वह सब कुछ होता है जिसकी आपको आवश्यकता होती है। बस सिंक्रनाइज़ेशन समस्या पर स्पर्श करें।

समस्या यह है कि अब हमें न केवल स्क्रीन रिफ्रेश दर का समर्थन करने की आवश्यकता है, बल्कि नमूना पीढ़ी की दर भी है। एसडीएल कॉलबैक फ़ंक्शन को बराबर कहता है (हालांकि मैंने प्रलेखन में कोई गारंटी नहीं देखी) समय अंतराल और "उम्मीद" कि हम नमूनों का एक नया हिस्सा रिकॉर्ड करेंगे। यदि ये नमूने सही समय पर उपलब्ध नहीं होते हैं, तो हमें रुक-रुक कर आवाज आती है। इसी समय, यह पता चल सकता है कि अनुकरण दर बहुत अधिक है और नमूनों के अगले हिस्से को बाद में प्लेबैक के लिए कहीं और सहेजने की आवश्यकता होगी।

एक रिंग बफर नमूने के भंडारण के लिए सबसे उपयुक्त है। एमुलेटर इसके लिए नमूनों के अंश लिखता है, और यदि आवश्यक हो तो कॉलबैक फ़ंक्शन उन्हें ले जाता है। रिंग बफर एक साथ कई समस्याओं का हल करता है:

• – . , ;
• ;
• . , . , . , ;
• . , . , , , callback- . .

अंतिम बिंदु एक दिलचस्प दुष्प्रभाव देता है - हम अनुकरण दर (60 हर्ट्ज) के मैनुअल रखरखाव को पूरी तरह से छोड़ सकते हैं। एमुलेशन में आवश्यक देरी कॉलबैक फ़ंक्शन के कॉल के लिए प्रतीक्षा करके प्रदान की जाएगी। इसके लिए SDL में सशर्त चर (SDL_cond) हैं। उनकी मदद से, स्ट्रीम स्टैंडबाय मोड में चली जाती है और दूसरी स्ट्रीम से सिग्नल का इंतजार करती है कि काम करना जारी रखना संभव है। हमारे लिए, प्रतीक्षा धागा एक अनुकरण धागा है - यह रिंग बफर से नमूने लेने के लिए एक और धागा (कॉलबैक फ़ंक्शन) की प्रतीक्षा करता है और इस तरह अगले बैच के लिए स्थान खाली करता है। जब हमें अनुकरण की अधिकतम संभव गति की आवश्यकता होती है, तो हम किसी का इंतजार नहीं करते हैं और रिंग बफर को लिखते हैं। स्वाभाविक रूप से म्यूटेक्स के बारे में मत भूलना।

सब कुछ एक सरल कारण के लिए इतनी अच्छी तरह से काम करता है - नमूनों की पीढ़ी डीएमजी प्रोसेसर के समान गति से होती है।

परीक्षण

अन्य घटकों के साथ, ध्वनि के लिए परीक्षण रोम भी हैं। डीएमजी और गेमबॉय कलर के लिए केवल एक चाल है - परीक्षण सूट अलग हैं और यह उन सभी को चलाने के लायक है। DMG परीक्षणों को त्रुटियों के बिना पास किया जाना चाहिए, लेकिन Gameboy Color असली DMG के लिए परीक्षण त्रुटियों के साथ गुजरता है और निम्नलिखित प्रदर्शित करता है:



यदि आप एक ही बार में सभी परीक्षण चलाते हैं, तो उनका निष्पादन बंद नहीं होता है, लेकिन चक्र में चला जाता है, तो चिंता की कोई बात नहीं है। यह वास्तव में मामला है जब ROM एक ROM बैंक को स्थापित करने की कोशिश करता है जो मौजूद नहीं है। यदि आप बैंक नंबर में कटौती करते हैं, जैसा कि मैं करता हूं, तो परीक्षण चक्र में जाते हैं। यही बात गैम्बेट के साथ देखी जाती है, लेकिन आप उस पर भरोसा कर सकते हैं।

मेरा सुझाव है कि आप तुरंत परीक्षणों के स्रोत कोड के साथ खुद को बांधे और समझें कि वे कैसे काम करते हैं। यह प्रक्रिया को बहुत गति देगा, और कभी-कभी यह समझने का एकमात्र तरीका है कि आपको क्या करने की आवश्यकता है। हालाँकि त्रुटि का विवरण स्क्रीन पर प्रदर्शित होता है, लेकिन कभी-कभी यह समझना मुश्किल होता है कि वास्तव में आपके लिए क्या आवश्यक है और कौन से रजिस्टर शामिल हैं।

और इसलिए, सबसे सरल परीक्षण 01-रजिस्टर और 11-रेज सत्ता के बाद हैं। पहला परीक्षण कैसे ध्वनि रजिस्टरों को पढ़ना और लिखना होता है। मैंने पहले ही उल्लेख किया है कि यह उन रजिस्टरों के बिट्स पर विचार करने के लायक है जो अप्रयुक्त और पढ़ने के लिए दुर्गम हैं - यह वास्तव में परीक्षण की जांच करता है। इसके अलावा, परिचालनों के परिणामों को ध्वनि के साथ / बंद पर चेक किया जाता है। दूसरा ध्वनि बंद करने पर रजिस्टरों के व्यवहार का परीक्षण करता है। स्रोत कोड अधिक विस्तार से कहता है कि विशेष रूप से क्या परीक्षण किया गया है।

"02-लेन ctr" सीमा स्थितियों में लंबाई काउंटर के व्यवहार का परीक्षण करता है। परीक्षण प्रत्येक चैनल के लिए अलग-अलग होता है, इस प्रक्रिया में परीक्षण किए गए चैनल की संख्या प्रदर्शित होती है।

"03-ट्रिगर" लंबाई काउंटर के लिए एक और परीक्षण है, लेकिन अब NRX4 रजिस्टर को संशोधित करते समय इसके व्यवहार की जांच की जाती है। मूल रूप से, यह यहां है कि लंबाई काउंटर के सभी उल्लिखित विषमताओं का परीक्षण किया जाता है।

"04-स्वीप", "05-स्वीप विवरण" और "06-ओवरफ्लो ऑन ट्रिगर" स्वीप यूनिट का परीक्षण करते हैं। सामान्य ऑपरेशन के अलावा, सभी उल्लिखित घटक विषमताओं का परीक्षण यहां किया जाता है। स्क्रीन पर प्रदर्शित होने के दौरान "ट्रिगर पर 06-अतिप्रवाह" परीक्षण पास करने के लिए:



"07-लेन स्वीप अवधि सिंक" स्वीप इकाई और लंबाई काउंटर के सही सिंक्रनाइज़ेशन का परीक्षण करता है। यदि फ़्रेम सीक्वेंसर को सही तरीके से लागू किया जाता है, तो इस परीक्षण के साथ कोई समस्या नहीं होनी चाहिए।

"08-लेन ctr पॉवर के दौरान" ध्वनि बंद करते समय लंबाई काउंटर के व्यवहार का परीक्षण करता है। इसके दौरान परीक्षण पास करने के लिए, स्क्रीन को प्रदर्शित करना चाहिए:



चैनल 09 चल रहा है, जबकि "09-वेव रीड ऑन टेस्ट" ऑपरेशन पढ़ता है। टेस्ट पास करने के लिए, स्क्रीन पर निम्नलिखित प्रदर्शित होना चाहिए:



रीडिंग पर प्रतिबंध के कारण वेव पैटर्न रैम और एफएफ से मूल्य हर बार स्क्रीन पर प्रदर्शित होता है। वे वैकल्पिक (00 एफएफ, 11 एफएफ, आदि) हैं, लेकिन शुरुआत में रीड ऑपरेशन दो बार पास नहीं होता है और एफएफ एफएफ आउटपुट है। यह प्राप्त करने के लिए सबसे कठिन बात है, और इसके लिए मुझे निरंतर और काउंटर के अलग-अलग मूल्यों के माध्यम से क्रमबद्ध करने की आवश्यकता थी (यह निर्धारित करते समय कि रीड ऑपरेशन की अनुमति है)।

जब एक नमूना पढ़ते समय चैनल 3 पुनरारंभ होता है, तो "10-वेव ट्रिगर ऑन", वेव पैटर्न रैम के पहले बाइट्स को नुकसान का परीक्षण करता है। स्क्रीन पर बहुत सारी जानकारी प्रदर्शित होती है, और यह पूरी तरह से फिट नहीं होती है। यहाँ परीक्षा परिणाम है:



यहां तक ​​कि यह टुकड़ा दिखाता है कि वेव पैटर्न रैम को नुकसान कहां होना चाहिए।

"12-वेव राइट ऑन जबकि" चैनल के संचालन के दौरान वेव पैटर्न रैम में लिखने के संचालन का परीक्षण करता है। यहां बहुत अधिक जानकारी प्रदर्शित की गई है, यहां उत्तीर्ण परीक्षण का परिणाम है:



यह स्पष्ट है कि कहाँ और क्या देखना है - परीक्षण 0xF7 मान लिखने की कोशिश करता है।

यह कहने योग्य है कि इन परीक्षणों को व्यक्तिगत रूप से पारित करने से मुझे उन खेलों में कुछ भी नहीं मिला जो मैंने परीक्षण किए थे। और उन्हें पारित किए बिना, ध्वनि सामान्य थी, और अन्य एमुलेटर द्वारा ज्वलनशील संगतता के साथ देखते हुए कि सभी ध्वनि परीक्षण विफल हो जाते हैं, यह बिल्कुल भी आवश्यक नहीं है। हालांकि यह जानकर अच्छा लगा कि एमुलेटर असली हार्डवेयर की तरह काम करता है। यदि आपको एक गेम मिलता है जो लोहे की सूक्ष्मता पर निर्भर करता है, तो यह सही ढंग से काम करेगा।

आगे क्या है

फिलहाल, हमारा एमुलेटर सभी अनिवार्य और काफी डीएमजी कार्यों का समर्थन करता है। स्वाभाविक रूप से, वहाँ विकास के लिए जगह है, अर्थात्:

• सीरियल पोर्ट या गेम लिंक के लिए समर्थन।
• कम आम MBC नियंत्रकों के लिए समर्थन - पॉकेट कैमरा, बंदाई TAMA5, हडसन HUC-3, हडसन HUC-1, कंपन कारतूस।

अंत में, डीएमजी की एक विशेषता यह है कि कोई भी ज्ञात एमुलेटर का समर्थन नहीं करता है, यहां तक ​​कि गैम्बेट जैसे सबसे सटीक भी। यह एक लोहे की बग है जो कचरा OAM स्मृति क्षेत्र में लिखा जाता है। यह सुविधा लगभग कभी भी प्रलेखित नहीं है और कार्यान्वयन में काफी कपटी है।

एक बग तब होता है जब कुछ प्रोसेसर निर्देश कुछ ऑपरेंड मानों के साथ निष्पादित होते हैं। यह आसान हिस्सा है। इस तथ्य का अनुकरण करना अधिक कठिन है कि कचरा दुर्घटना से दर्ज नहीं होता है और इसकी एक निश्चित सामग्री होती है। यह अनुकरण करना और भी कठिन है कि यह बग केवल एलसीडी कंट्रोलर के कुछ अंतराल पर होता है। यह इन विवरणों के लिए था कि मुझे कोई दस्तावेज नहीं मिला - केवल परीक्षण रोम हैं जो बहुत मदद नहीं करते हैं। उनके साथ आप इस बग को केवल आंशिक रूप से लागू कर सकते हैं।

इस बग को लागू करने में न्यूनतम समझदारी है - यह संभावना नहीं है कि कुछ डेवलपर ने जानबूझकर इसका इस्तेमाल किया या इसे गेम रिलीज में छोड़ दिया। वेव पैटर्न रैम के कारण समान ध्वनि कीड़े गेम में पाए जाते हैं, और उनका व्यावहारिक अर्थ है।

निष्कर्ष

इस बिंदु पर, लेखों की श्रृंखला समाप्त हो गई। जैसा कि मैंने कहा, परिणाम सभी सबसे महत्वपूर्ण कार्यों के लिए अच्छी संगतता और समर्थन के साथ एक एमुलेटर है। यह अन्य कार्यान्वयनों के बगल में रखने के लिए शर्म की बात नहीं है। और कार्यान्वयन और परीक्षण के लिए परीक्षण रोम के उपयोग के लिए धन्यवाद, हम खेल के साथ सरल संगतता के बजाय, लोहे के उत्सर्जन की उच्च सटीकता के बारे में बात कर सकते हैं।

स्वाभाविक रूप से, एमुलेटर का विकास बहुत होता है। उपरोक्त के अलावा, एमुलेटर के विकास के लिए एक और तार्किक दिशा है - गेमबॉय कलर (GB) एमुलेशन। डीएमजी और सीजीबी केवल एक ही परिवार के कंसोल नहीं हैं - वे आंतरिक रूप से लगभग समान हैं। मौजूदा एमुलेटर के लिए आपको बस कुछ मॉड्यूल जोड़ना होगा।
फिलहाल, कुकीबॉय सीजीबी का अनुकरण नहीं करता है, लेकिन मैं निकट भविष्य में ऐसा करने की योजना बना रहा हूं। यह भी एक लेख होगा।

यदि कोई अपने एमुलेटर को लागू करने का निर्णय लेता है या यदि लेखों में कुछ स्पष्ट नहीं है, तो आप मुझसे प्रश्न पूछ सकते हैं, मुझे मदद करने में खुशी होगी। लेख के लिए टिप्पणियों में या हबरापोस्ट में - इससे कोई फर्क नहीं पड़ता।