Qu es PatBoy

Objetivos

Emulador de Game Boy en C++ Exactitud SDL y OpenGL Libre Escalable Emulacin de sonido exacta Optimizacin y compatibilidad

Motivacin

La emulacin como reto tcnico Pasin por los videojuegos

Game Boy

Hardware: CPU basada en el Z80. Bus de datos: 8 bits Bus de direcciones: 16 bits 8 KB SRAM Pantalla LCD 160x144 Paleta de 4 colores 8KB VRAM 4 canales de sonido Puerto serie 30 horas de autonoma

Game Boy

Emulacin

Emulacin es distinto de simulacin Exiten diversas formas de emulacin: Software Hardware: FPGA

Decisiones importantes: Seleccin del lenguaje de implementacin Compilado Virtualizado Interpretado

Deseamos exactitud con la mquina?

Arquitectura

Diseo

Cartucho

De 32KB a 8MB Pueden contener RAM

RAM alimentada por pila

Chip de banqueo

Timer

Cabecera con informacin

Memoria

64KB en total divididos en regiones para almacenar: Cartucho VRAM SRAM Registros de I/O Sprites / Tiles

Banqueo de memoria Permite cartuchos de mayor tamao Se divide el total del cartucho en bancos El programa solicita al chip de banqueo la carga de un banco

especfico del cartucho a la memoria principal

Memoria ROM only 32KB

MBC1 Hasta 2MB 32KB RAM

MBC2 Hasta 256KB 514b x 4 RAM

MBC3 Hasta 2MB 32KB RAM

CPU

Registros A, F, B, C, D, E, H, L de 8 bits agrupables de dos a dos: AF, BC, DE, HL para formar registros de 16 bits.

Flags (Alojados en el registro F) Acarreo, Suma/Resta, medio acarreo y zero.

Basado en el Z80 con menos instrucciones: 245 instrucciones simples: loads, aritmetico-lgicas, jumps,

call 256 instrucciones extendidas: operaciones a un bit, swaps,

operaciones de rotacin

CPU

Interrupciones: Vblank: una vez pintadas las 144 scanlines y mientras

estamos entre la 144 y la 157. LCD: solicitada por el driver de video TIMER: cuando el contador del timer se desborda Joypad: cuando el jugador pulsa un botn del joypad

Timers: Registro de division Contador

Video

Sistema basado en tiles / sprites alojados en memoria 32x32 tiles con un rea visible de 20x18

Emulacin mediante SDL para la ventana y OpenGL para pintar el framebuffer

Audio

Cuatro canales principales Canal 1: onda cuadrada, ciclo de trabajo modificable,

envolvente y portamento Canal 2: onda cuadrada, ciclo de trabajo modificable y

envolvente Canal 3: onda programable con tabla de RAM de 32 pasos

(32 valores de 4 bits) Canal 4: canal de ruido blanco con envolvente

Emulacin mediante librera de sintetizacin Gb_Snd_Emu

Joypad

Botones de direccin Arriba, abajo, derecha e izquierda

Botones de estado Start y select

Botones de control Botn A y B

Recogidos los eventos de pulsacin mediante las libreras SDL

Mtricas Mtrica Valor

Lineas de cdigo 8493

Ficheros 22

Tamao ficheros 208,6 KB

Lineas de comentario 1411

Ratio lineas/fichero 386

Ratio comentarios/fichero 64

Y ahoraqu?

Mejorar, mejorar y seguir mejorando. Aadir soporte para Game Boy Color

Aadir soporte de puerto serie

Chip MBC5

Otro emulador!

Conclusiones

PatBoy como emulador de Game Boy con filosofa de exactitud

C++ como lenguaje idneo para la realizacin de emuladores.

Programacin siempre basada en patrones de diseo, arquitectura y diseos cuidados.

Muchas gracias !