具有多功能外围处理子系统的高性能/低成本视频游戏系统技术方案

一种视频游戏系统，包括一游戏卡，可插入到主控制板，其有一主处理器、３Ｄ图形发生协处理器、可扩展的主存储器和玩家控制器。本发明专利技术叙述了一种外接到游戏微处理器和协处理器的多功能外围处理子系统，其执行命令以处理玩家控制器输入／输出，由此减轻图形处理子系统的负担，玩家控制器处理子系统用于控制玩家控制器输入／输出处理和在游戏进行中执行游戏证实检验。外围接口包括控制各种外围接口功能的微处理器。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高性能低成本的视频游戏系统，尤其是，本专利技术涉及一种具有多功能的玩家控制器处理子系统和可随意扩展且具有低引出端数的视频游戏外存储器的视频游戏系统。基于微处理器的家庭游戏系统，如任天堂娱乐系统和超任娱乐系统，已经相当成功，其原因部分是因为其能够交互式地产生包含大量动画的运动物体的令人激动的视频图形。这里所述的视频游戏系统，也在同时提交的冯·霍克等人为专利技术人的专利申请中详述，可以玩包括三维图象的游戏，这种图象具有深度真实感，远胜于各种其他已知的视频游戏系统，在过去，用于交互式产生这种图像的计算机系统价值几万美元。为了以对普通消费者可承受的价格提供这种高性能的视频游戏系统，视频游戏系统中许多特点被特别优化，为此，采用低引出端数但可提供高度灵活的今后可扩展性能的新型多功能元件使许多独特的特性被结合到上述系统中。如任天堂娱乐系统和超任娱乐系统等视频游戏系统的处理器和/或图形处理单元，对来自玩家输入/游戏控制装置即，玩家控制器的信号的处理进行直接控制，这些已有的系统不包括与游戏微处理器共同作用的玩家控制器处理子系统和处理指令的图形处理单元，以处理与玩家控制器有关的输入/输出。本专利技术涉及一种多功能外围处理子系统，外接到游戏微处理器和执行处理玩家控制器输入/输出的指令的协处理器，以减轻图形处理子系统的处理负担，外围处理子系统用于控制玩家控制器输入/输出处理和在游戏进行时一直执行游戏证实安全检验外围处理子系统也用于在游戏卡/视频游戏系统控制台建立初始通信协议时用存贮在其引导ROM中的指令来开始进行游戏。外围接口由一三比特宽的串行总线连接到协处理器，在该总线上一条线接收命令，另一条线为时钟信号，各种响应则通过第三条串行线传送到协处理器，外围接口包括用于控制各个外围接口功能的一个微处理器，一个读/写随机存取存储器，一个引导ROM，一个协处理器命令通道接口，一个玩家控制器道道接口等，各部件与该微处理器交互作用以有效地处理玩家控制器命令，同时也执行其它重要功能而不需要明显的主处理器处理时间。协处理命令通道接口响应于协处理器时钟和命令控制信号以允许访问随机存取存储器和引导ROM，以及产生控制信号以中断外围接口微处理器，也可以执行外围接口宏以开始对每一外围器件的读或写过程，并在以后将存在随机存取存储器中的过程结果传送到游戏微处理器主存储器。按照本专利技术的另一方面，在实施例中以游戏卡的形式使用一种便携式存储器件，由于使用了多路地址/数据总线而有较低的输出引脚数。与存储器存取有关的定时信号传送到游戏卡中，该卡可按照检测到的地址域可编程地改变，而地址域则用来建立由视频游戏系统使用的存储器件的类型。结合附图通过参见下面对最佳实施例的详细叙述可更好和更完整地理解本专利技术的这些和其它特点和优点，其中附图说明图1是按照本专利技术的一种视频游戏系统的实施例的立体视图；图2是图1中所示视频游戏控制面板和游戏卡的方框图；图3A是在图2中所示视频游戏控制面板中采用的与复位有关的电路的方框图；图3B表示由图3A的电路产生的定时信号；图4A和4B是一更详细的实例，采用了图2方框图中所示视频游戏控制面板；图5A所示为出现在外围接口系统的协处理器之间的通信信道上的信号；图5B表示用于图示该通信信道上传送的命令的时序信号；图6A-F表示用这里所述系统可得到的3D屏幕效果；图7是图2中所示外围接口的方框图；图8进一步详细表示图7所示DIF信道；图9A是进一步详细表示图7方框图中端口之一的游戏操纵杆信道控制器的方框图；图9B图示了从玩家控制器传送到外围接口138的数据的表示；图10A至10C是表示图7中所示玩家控制器通道工作的收发模式的流程图；图11表示带有存储卡的一种玩家控制器；图12是一种卡式存储装置和有关访问电路的方框图；图13和14是与图12所示存储器系统有关的时序控制和数据信号。图1表示一种按照本专利技术的视频游戏系统50的例子。图示视频游戏系统50包括主控制器52、视频游戏存储装置64、以及手持控制器56a、b(或其他用户输入装置)。主控制器52连接到传统的家用彩色电视机58上，电视机58在其电视屏幕60上显示3D视频游戏图像，并通过其扬声器62a、b重放立体声。在图示实施例中，视频游戏存储装置54是可更换的存储卡的形式，可插入到控制器52上表面66的槽64中。本专利技术可采用多种存储媒介，如CD ROM、软盘等，本例中视频存储装置包括一塑料壳68中装着的印刷电路板70。印刷电路板70边缘72形成了一组电连接端74，当视频游戏存储装置68插入到主控制器槽64中时，卡式电连接74与主控制器中的相应“边缘连接器”形成电接触。这一动作使印刷电路板存储装置72电连接到主控制器52中电路。在本例中，存储装置壳体68中印刷电路板70上至少有一块“只读存储器”芯片76。这一“只读存储器”芯片76存储特定视频游戏所具有的指令和其他信息，一个游戏卡存储装置54的只读存储器芯心76可以包含例如惊险游戏，而另一存储装置54可包含汽车比赛游戏教育游戏等的指令和信息。为了玩另一个游戏，视频游戏系统60的使用者只需把适当的存储装置54插入主控制槽64，由此把该存储装置的只读存储器芯片76(以及其可能含有的其他电路)连接到控制器52。这使控制器52中的计算机系统可访问只读存储器76中的信息，该信息控制计算机系统进行适当的视频游戏，在彩色电视机58上显示图像和重放声音，如只读存储器游戏程序信息中所控制的那样。为安装用于玩游戏的视频游戏系统50，使用者首先在控制器52和电视机58之间插上电缆线78，使它们连在一起，控制器52产生“视频”信号和“音频”信号来控制彩色电视机58“视频”信号控制图像在电视屏幕60上显示，“音频”信号以声音形式从电视机扬声器62中重放。根据彩色电视机58的类型，可能需要在控制器52与彩色电视机58之间连接传统的“RF调制器”。该“RF调制器”(未画出)将控制器52的视频和音频直接输出转换成广播型电视信号(例如电视信道2或3)，其可由电视机的内部“调谐器”接收和处理，其他传统的彩色电视机58具有视频和音频直接输入插座，所以不需这种中间RF调制器。然后，使用者需要把控制板52连接到电源，电源可包括传统的AC适配器(未画出)，其插入标准的家用墙上电气插座，将家用电压转换成适于对控制板52供电的低电压DC信号，然后，使用者可以接上最多4个手持控制器56a、56b到主单元前面板82上对应的连接器82n-80d。控制器56可有多种形式，在本例中，控制器56a、b包括各个功能控制按钮，如84a-c和x-y开关86a、b，用于例如指出电视机屏幕60上显示的玩家可控制角色应移动的方向(上、下、左或右)，其他可能的控制板包括游戏操纵杆、鼠标和多种其他各种传统的用户输入装置。本系统设计成适于扩展，以便于能加入尚未规定的各种外围设备，这通过加入一可编程的外围设备输入/输出系统(下面详述)来完成，该系统允许由程序指令来指定设备类型和状态。在使用中，用户选择含有所要的视频游戏的存储设备54，将其插入控制槽64(由此将只读存储器76和其它卡式电子元件连接到主控制电路)，随后用户操纵电源开关88来打开视频游戏系统50，操纵控制器86a、b(根据所玩的具体视频游戏，在图示控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式存储装置，用于一种视频游戏系统控制板，后者具有一游戏程序执行处理系统，包括游戏微处理器和协处理器，连接到所述游戏微处理器，与所述游戏微处理器共同作用以执行所述视频游戏程序，至少一个玩家控制器，可由玩家操作以产生视频游戏控制信号，以及一个玩家控制器处理子系统，连接到所述协处理器；该便携式存储装置控制所述视频游戏系统控制板的工作，包括： 存储介质，用于存储视频游戏指令、图形和声音数据； 用于将从所述存储介质取出的所述视频游戏指令和所述图形和声音数据送到所述视频游戏系统控制板的装置； 所述视频游戏指令包括至少一个玩家控制器指令使所述游戏程序执行处理系统对所述玩家控制器处理子系统发出命令，以执行所述命令使与所述视频游戏控制信号有关的操作初始化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：竹田玄洋，加藤周平，西海聡，
申请(专利权)人：任天堂株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]