Evolución de las consolas Evolución de las consolas de videojuegosde videojuegos

Parte I: Inicios hasta la Parte I: Inicios hasta la generación de 16 bits.generación de 16 bits.

La prehistoriaLa prehistoria En 1972 con el lanzamiento de Pong por En 1972 con el lanzamiento de Pong por

un lado y la Magnavox Odyssey por otro se un lado y la Magnavox Odyssey por otro se empezo la era de los juegos electronicos.empezo la era de los juegos electronicos.

En 1974 aparecio Tank, el primer En 1974 aparecio Tank, el primer videojuego en usar una ROM.videojuego en usar una ROM.

En 1975 la circuiteria de Pong fue reducida En 1975 la circuiteria de Pong fue reducida al tamaño de un microchip.al tamaño de un microchip.

En 1976 Fairchild lanzo el primer sistema En 1976 Fairchild lanzo el primer sistema de videojuegos con ROMs intercambiables.de videojuegos con ROMs intercambiables.

En 1976 Atari lanzo Breakout, el primer En 1976 Atari lanzo Breakout, el primer juego en usar gráficos a color.juego en usar gráficos a color.

La aparición del Apple II (1977)La aparición del Apple II (1977)

El Apple II fue diseñado por Steve Wozniac El Apple II fue diseñado por Steve Wozniac mientras trabajaba en Hewlett Packard, HP mientras trabajaba en Hewlett Packard, HP no creyo en el invento de Woz, su amigo no creyo en el invento de Woz, su amigo Steve Jobs si que creyo en el invento.Steve Jobs si que creyo en el invento.

El Apple II fue posible debido al bajo precio El Apple II fue posible debido al bajo precio de la memoria RAM y de su CPU, el MOS de la memoria RAM y de su CPU, el MOS 6502.6502.

Su diseño influencio a los ordenadores Su diseño influencio a los ordenadores modernos.modernos.

El Atari VCS (aka 2600)El Atari VCS (aka 2600) Internamente llamado Stella, se trato de la Internamente llamado Stella, se trato de la

primera consola de videojuegos de éxito.primera consola de videojuegos de éxito. Por aquel entonces el sistema más vendido era la Por aquel entonces el sistema más vendido era la

Magnavox Odyssey 2.Magnavox Odyssey 2. Apple había patentado la unidad RF (encargada Apple había patentado la unidad RF (encargada

de enviar los datos al televisor), así que para de enviar los datos al televisor), así que para ahorrarse problemas diseñaron el suyo propio.ahorrarse problemas diseñaron el suyo propio.

La consola vendio 500K unidades en 1977, en La consola vendio 500K unidades en 1977, en 1978 esperaban vender 1M de unidades pero 1978 esperaban vender 1M de unidades pero llegaron solo a las 800K y vendieron la consola a llegaron solo a las 800K y vendieron la consola a Warner.Warner.

La Killer-App del sistema fue Space Invaders que La Killer-App del sistema fue Space Invaders que en 1980 hizo que se vendieran 2 millones de en 1980 hizo que se vendieran 2 millones de consolas.consolas.

La arquitectura del VCSLa arquitectura del VCS CPU MOS 6507 a 1.19MhzCPU MOS 6507 a 1.19Mhz 128 bytes de memoria RAM.128 bytes de memoria RAM. El sistema se dividia en dos partes llamados TIA y El sistema se dividia en dos partes llamados TIA y

PIA.PIA. El TIA era el 6507 y el modulo interno que se El TIA era el 6507 y el modulo interno que se

encargaba de dibujar los gráficos.encargaba de dibujar los gráficos. El PIA era la RAM+I/O (incluyendo los cartuchos).El PIA era la RAM+I/O (incluyendo los cartuchos). Para mantener el precio de la consola bajo la RAM Para mantener el precio de la consola bajo la RAM

no se colocaba al 100% en la consola sino en los no se colocaba al 100% en la consola sino en los juegos. Durante la vida de la consola hubo juegos juegos. Durante la vida de la consola hubo juegos que tenían 2KB de memoria RAM dentro suyo.que tenían 2KB de memoria RAM dentro suyo.

Antes de continuar…Antes de continuar…

Necesitamos saber como funciona Necesitamos saber como funciona una CPU.una CPU.

Arquitectura General de una CPUArquitectura General de una CPU

Una CPU tiene dos ciclos de trabajo, Una CPU tiene dos ciclos de trabajo, el primero se le llama ejecución de la el primero se le llama ejecución de la instrucción, el segundo es la instrucción, el segundo es la captación de los datos.captación de los datos.

Esta compuesta por dos elementos Esta compuesta por dos elementos distintos que son las ALU y las distintos que son las ALU y las Unidades de control.Unidades de control.

PC (M)AR

Control Unit

I/ORAM

MBR

Fase de captaciónFase de captación

IR

GlosarioGlosario PC: PC: Se trata del contador de programa, en él se Se trata del contador de programa, en él se

encuentra la siguiente dirección de memoria que encuentra la siguiente dirección de memoria que el M(AR) ha de leer.el M(AR) ha de leer.

M(AR): M(AR): Lee la dirección de memoria que esta Lee la dirección de memoria que esta incluida en el PC y se la solicita a la unidad de incluida en el PC y se la solicita a la unidad de control.control.

La unidad de control controla el acceso de la CPU La unidad de control controla el acceso de la CPU a la RAM y a los perifericos de entrada y salida, a la RAM y a los perifericos de entrada y salida, así como el acceso de estos a la CPU.así como el acceso de estos a la CPU.

MBR: MBR: El contenido de la dirección de memoria se El contenido de la dirección de memoria se pasa a la CPU a través de este registro.pasa a la CPU a través de este registro.

IR: IR: Se trata del registro donde se almacenan las Se trata del registro donde se almacenan las instrucciones que va a ejecutar la ALU.instrucciones que va a ejecutar la ALU.

Fase de ejecuciónFase de ejecución La ALU lo que hace es hacer comparaciones La ALU lo que hace es hacer comparaciones

aritmético-lógicas entre dos datos distintos y aritmético-lógicas entre dos datos distintos y devuelve un resultado.devuelve un resultado.

Para que los programas no sean completamente Para que los programas no sean completamente secuenciales la ALU a traves del secuenciales la ALU a traves del DRDR puede puede cambiar el valor en el PC. A esto se le llaman cambiar el valor en el PC. A esto se le llaman bifurcaciones y/o saltos.bifurcaciones y/o saltos.

Los programas son segmentos de código Los programas son segmentos de código completamente recursivos.completamente recursivos.

Se han de entender los accesos a datos para Se han de entender los accesos a datos para entender como funciona realmente la ALU.entender como funciona realmente la ALU.

Una instrucción se compone por un OpCode Una instrucción se compone por un OpCode (acción a realizar) y un dato que nos marca la (acción a realizar) y un dato que nos marca la posición del operandoposición del operando

Tipos de accesoTipos de acceso Inmediato:Inmediato: El dato se encuentra en la El dato se encuentra en la

instrucción. (1 ciclo)instrucción. (1 ciclo) Directo:Directo: La instrucción contiene la La instrucción contiene la

dirección de memoria donde se encuentra dirección de memoria donde se encuentra la instrucción. (3 ciclos)la instrucción. (3 ciclos)

Indirecto:Indirecto: La instrucción contiene la La instrucción contiene la dirección de memoria de la dirección de dirección de memoria de la dirección de memoria de la instrucción (5 ciclos).memoria de la instrucción (5 ciclos).

Indexado:Indexado: Se recorre un segmento de Se recorre un segmento de código dentro de la memoria a traves de código dentro de la memoria a traves de una dirección de memoria de referencia (4 una dirección de memoria de referencia (4 ciclos).ciclos).

Volvamos a la Atari VCSVolvamos a la Atari VCS El 6507 es una variación del MOS 6502 El 6507 es una variación del MOS 6502

pero unicamente con 13 pins por lo que pero unicamente con 13 pins por lo que solo podía acceder a 8K de memoria como solo podía acceder a 8K de memoria como mucho.mucho.

Esto no es importante desde que los Esto no es importante desde que los cartuchos de la VCS eran de 4K en cartuchos de la VCS eran de 4K en tamaño.tamaño.

La ROM de los cartuchos es tratada como La ROM de los cartuchos es tratada como una continuación de la RAM.una continuación de la RAM.

La RAM interna del sistema y la incluida en La RAM interna del sistema y la incluida en los cartuchos es del tipo SRAM, 6 veces los cartuchos es del tipo SRAM, 6 veces más cara pero 10 veces más rapida.más cara pero 10 veces más rapida.

CPUs más usadas hasta 1990 CPUs más usadas hasta 1990 (peor a mejor)(peor a mejor)

MOS 6502:MOS 6502: Procesador de 8 bits usado en los Procesador de 8 bits usado en los sistemas Atari VCS, Atari 400, Nintendo sistemas Atari VCS, Atari 400, Nintendo Entartainment System, Apple II, Apple III, Entartainment System, Apple II, Apple III, Commodore VIC-20 y Commodore64.Commodore VIC-20 y Commodore64.

Z80:Z80: Clon del 8080 de Intel, usado en las Clon del 8080 de Intel, usado en las consolas y arcades de 8 bits de Sega, en los MSX, consolas y arcades de 8 bits de Sega, en los MSX, el Spectrum, el Amstrad CPC y una enorme el Spectrum, el Amstrad CPC y una enorme cantidad de sistemas arcade.cantidad de sistemas arcade.

65c816:65c816: Una versión de 16 bits del MOS 6502 Una versión de 16 bits del MOS 6502 usado para el Apple II GS y la Nintendo SNES.usado para el Apple II GS y la Nintendo SNES.

Motorola 68K:Motorola 68K: Una procesador de 16 bits usado Una procesador de 16 bits usado en el Atari ST, Apple Macintosh, Commodore en el Atari ST, Apple Macintosh, Commodore Amiga, Sega Megadrive, Neo Geo AES así como la Amiga, Sega Megadrive, Neo Geo AES así como la mayoria de placas recreativas de 16 bits.mayoria de placas recreativas de 16 bits.

Gráficos en la VCS Gráficos en la VCS No había ningún procesador gráfico en el sistema, No había ningún procesador gráfico en el sistema,

así que la CPU se encargaba de todo.así que la CPU se encargaba de todo. La VCS no manejaba sprites sino que dibujaba La VCS no manejaba sprites sino que dibujaba

directamente en pantalla.directamente en pantalla. Cada 76 ciclos de reloj el VCS “dibujaba” una Cada 76 ciclos de reloj el VCS “dibujaba” una

línea en pantalla.línea en pantalla. El VCS manejaba 240 lineas en pantalla.El VCS manejaba 240 lineas en pantalla. La frecuencia de dibujado completo era de 25 La frecuencia de dibujado completo era de 25

imágenes completas por segundo.imágenes completas por segundo. 76*240*25=456000. Mucho para un procesador 76*240*25=456000. Mucho para un procesador

que hacia 1 millon de instrucciones.que hacia 1 millon de instrucciones. Así que podemos deducir que la VCS estaba Así que podemos deducir que la VCS estaba

limitada por procesador.limitada por procesador.

Mattel IntellivisionMattel Intellivision

Aparecida en 1979.Aparecida en 1979. Fue la primera consola de Fue la primera consola de

videojuegos en operar gráficamente videojuegos en operar gráficamente con sprites aunque la parte gráfica con sprites aunque la parte gráfica seguia dependiendo de la CPU.seguia dependiendo de la CPU.

Mismos conceptos de diseño que la Mismos conceptos de diseño que la VCS.VCS.

El Atari 400/800El Atari 400/800 Creado por Al Acorn es el sucesor natural de la Creado por Al Acorn es el sucesor natural de la

VCS.VCS. La diferencia es que se trataba de un ordenador.La diferencia es que se trataba de un ordenador. Fue el primer sistema domestico en tener Fue el primer sistema domestico en tener

procesadores específicos para gráficos y sonido.procesadores específicos para gráficos y sonido. El sistema es la base para futuros sistemas de El sistema es la base para futuros sistemas de

videojuegos, tanto ordenadores como consolas de videojuegos, tanto ordenadores como consolas de videojuegos.videojuegos.

Voy a centrarme en los procesadores gráficos.Voy a centrarme en los procesadores gráficos.

Blitter y CopperBlitter y Copper Blitter:Blitter: Se trataba un tipo de procesador capaz Se trataba un tipo de procesador capaz

de operar con bloques de datos, en este caso con de operar con bloques de datos, en este caso con bloques de pixels llamados sprites. Su trabajo era bloques de pixels llamados sprites. Su trabajo era el de ahorrar la parte gráfica a a CPU.el de ahorrar la parte gráfica a a CPU.

Copper:Copper: Era el encargado de manejar la pantalla Era el encargado de manejar la pantalla y solo tenia 2 instrucciones que eran dibujar en y solo tenia 2 instrucciones que eran dibujar en pantalla y borrar la pantalla.pantalla y borrar la pantalla.

El El BlitterBlitter se encarga de la rasterización de la se encarga de la rasterización de la imagen, el imagen, el CopperCopper del framebuffer. del framebuffer.

Con el tiempo el Blitter y el Copper acabaron por Con el tiempo el Blitter y el Copper acabaron por unirse en un mismo procesador. A este unirse en un mismo procesador. A este procesador se le llamo rasterizador gráficoprocesador se le llamo rasterizador gráfico

El TMS 9918El TMS 9918 Fue usado en sistemas como Colecovision, Sega Fue usado en sistemas como Colecovision, Sega

Master System, Sega GameGear, Sega Master System, Sega GameGear, Sega MegaDrive, TurboGrafx, NeoGeo y MSX.MegaDrive, TurboGrafx, NeoGeo y MSX.

Manejaba 16 sprites de 8x8 simultáneamente y Manejaba 16 sprites de 8x8 simultáneamente y podía poner 16 colores en pantalla.podía poner 16 colores en pantalla.

Para la MegaDrive Sega lo modifico enormemente Para la MegaDrive Sega lo modifico enormemente lo que le permitió colocar 80 sprites en pantalla lo que le permitió colocar 80 sprites en pantalla con la subida de la velocidad de reloj, con 64 con la subida de la velocidad de reloj, con 64 colores y un tamaño de 16x16 gracias al aumento colores y un tamaño de 16x16 gracias al aumento en el tamaño de los registros.en el tamaño de los registros.

El diseño de Sega fue “copiado” por SNK para su El diseño de Sega fue “copiado” por SNK para su Neo Geo AES.Neo Geo AES.

El caso NintendoEl caso Nintendo

Para la NES se creo un rasterizador Para la NES se creo un rasterizador llamado PPU capaz de dibujar 64 sprites llamado PPU capaz de dibujar 64 sprites de 8x8 y poner 16 colores en pantalla.de 8x8 y poner 16 colores en pantalla.

Para la SNES se usaron 2 PPU, la primera Para la SNES se usaron 2 PPU, la primera encargada de poner 128 sprites de 32x32 encargada de poner 128 sprites de 32x32 simultáneamente en pantalla. La segunda simultáneamente en pantalla. La segunda para hacer efectos especiales de manejo para hacer efectos especiales de manejo de los sprites.de los sprites.

Al igual que con el SPC700 en el caso de Al igual que con el SPC700 en el caso de SNES el sistema gráfico tenia memoria SNES el sistema gráfico tenia memoria especifica.especifica.

¿Y el sonido?¿Y el sonido?

Sonido en la VCS y la Atari 400Sonido en la VCS y la Atari 400

El PIA tenia un chip que permitia leer los El PIA tenia un chip que permitia leer los datos de un teclado QWERTY.datos de un teclado QWERTY.

En vez de tener un teclado asignado lo En vez de tener un teclado asignado lo que hacia era coger datos de la CPU y que hacia era coger datos de la CPU y traducirlos.traducirlos.

Cada dato generaba un tipo de sonido Cada dato generaba un tipo de sonido distinto en el juego.distinto en el juego.

No era programableNo era programable Una versión mejorada apareció en el Atari Una versión mejorada apareció en el Atari

400.400.

Texas Instruments SN76489Texas Instruments SN76489

Usado de forma casi exclusiva en las Usado de forma casi exclusiva en las consolas de videojuegos y los consolas de videojuegos y los arcades con procesadores de 8 bits arcades con procesadores de 8 bits aparecidos de 1980 a 1984.aparecidos de 1980 a 1984.

Fue el procesador sonoro del IBM PCFue el procesador sonoro del IBM PC Sega lo uso como procesador de Sega lo uso como procesador de

sonido para sus ordenadores y sonido para sus ordenadores y consolas de 8 bits.consolas de 8 bits.

Chips sonoros de CommodoreChips sonoros de Commodore

Debido a que Commodore compro a Debido a que Commodore compro a MOS decidió crear sus propios chips MOS decidió crear sus propios chips de sonido.de sonido.

Con cada ordenador nuevo que Con cada ordenador nuevo que lanzaba Commodore iba mejorando lanzaba Commodore iba mejorando la capacidad sonora de sus sistemas, la capacidad sonora de sus sistemas, fue la única compañía ajena a fue la única compañía ajena a Nintendo que no uso el SN76489 Nintendo que no uso el SN76489 hasta la saciedad.hasta la saciedad.

Yamaha YM2612Yamaha YM2612

Si el SN76489 fue usado hasta la Si el SN76489 fue usado hasta la saciedad por casi todos los arcades y saciedad por casi todos los arcades y sistemas de 8 bits aquí nos sistemas de 8 bits aquí nos encontramos con su equivalente encontramos con su equivalente para los 16 bits.para los 16 bits.

Excepto el Commodore Amiga y la Excepto el Commodore Amiga y la Nintendo SNES todo el mundo uso Nintendo SNES todo el mundo uso este chip en sus sistemas.este chip en sus sistemas.

Yamaha YM3812Yamaha YM3812

Usado en las tarjetas de sonido Usado en las tarjetas de sonido ADLIB y la primera Sound Blaster de ADLIB y la primera Sound Blaster de Creative.Creative.

Marco la superioridad del PC en Marco la superioridad del PC en cuanto a materia sonora a excepción cuanto a materia sonora a excepción del Amiga 2000 y la SNES de del Amiga 2000 y la SNES de Nintendo.Nintendo.

SPC7000SPC7000

Se trata del famoso chip de sonido Se trata del famoso chip de sonido creado por Ken Kutaragi para creado por Ken Kutaragi para Nintendo.Nintendo.

Se trata de un procesador de Se trata de un procesador de proposito general con un proposito general con un funcionamiento muy similar al 6502.funcionamiento muy similar al 6502.

Fue el primer procesador no principal Fue el primer procesador no principal con memoria especifica usado en un con memoria especifica usado en un sistema de videojuegos.sistema de videojuegos.

Esto es todo.Esto es todo.Nos vemos en la segunda parte.Nos vemos en la segunda parte.