电脑游戏机系统视频产生用增强器技术方案

在将其视频扫描产生线路中的扫描地址总线，扫描数据总线及相关控制信号线外接的电脑游戏机系统，加入连接总线和信号线的增强器。增强器内置一组字符码存储器，作为扩展用字符码显示页。利用电脑内显示页扫描地址及字符码值，去读出增强器内字符码存储器相应地址内的扩展字符码，便可得到扩展多一倍字长的新字符码，用新字符码换算出相关地址去读出增强器内的字符发生器中相应数值，从而令同一固定画面内可自由使用的字符数大量增加。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
概括地说，本专利技术涉及电脑游戏机系统，具体地说，本专利技术涉及电脑游戏机系统的视频产生用增强器。以往的电脑游戏机系统中从设计时便固定了其图形显示能力。对于用字符/图形块(简略起见以下一律都当作为字符)作扫描显示单位的设计，其字符码区大小决定了其画面显示区大小，每个字符码的二进制位(BIT)数决定了可显示的不同字符码总数。以日本任天堂公司HVC-001家用电脑游戏机来说有两页显示页，每页可显示960个字符/图形(32字×30行)，其字符/图形块是由8×8显示点组成的，即全画面由水平256点×垂直240点组成，每个字符码用一个字节(BYTE)表示，故最大表达能力是256个不同字符。也就是说每幅画面中只能有最多256个不同字符来填满960个字符显示，显示能力受很大限制。电子工业出版社1994年11月出版的“电脑游戏机硬件及编程技术”中对上述结构有清楚介绍。要探索如何令显示画面中不同字符总数增多的方法之前，先来看看显示画面的扫描产生过程。下面以任天堂公司的HVC-001游戏机为例进行说明。HVC-001游戏机与游戏卡带的连接部份包含有扫描地址总线和扫描数据总线，令HVC-001游戏机的PPU(图像处理器)连接卡带中CGROM或CGRAM。另外还有程序用地址总线和数据总线令HVC-001游戏机的CPU(中央处理器)连接卡带中程序的ROM或RAM等，当然还有相应的控制信号线相连(参照附图说明图1)。当软件把要显示的字符码写入显示页某地址后，扫描控制电路有规律地以固定方式扫描显示页对应的字符码区。举例说，字符码区头32字节代表第一行32字符，即画面的头8条水平显示线，每线256点。获取显示点阵资料的过程是按扫描位置(第几线、第几点)电脑游戏机系统自动计算出对应字符码区地址，再读取字符码区地址的内存值，然后计算出字符点阵码存放的地址，再从游戏卡带中读出相应地址中点阵码作显示。在HVC-001游戏机中，每个8×8点定符图形块是由8×8×2层共16个字节组成，前8字节为一组8×8点阵，后8字节为另一组8×8点阵；由两组叠起来看，每一显示点便有两位二进位来构成四色的选择(HVC-001游戏机的选色方式不在此详述)。参照图2，假设显示画面的第一行第一字是代码41H(十六进制码)，代表“A”字符，第二字是代码4DH，代表“M”字符。则图像处理器PPU先发出扫描地址VA-0000给主机内的VRAM，读出字符码41H，然后再发出另一地址给VRAM，读出与VA-0000相关的取色组号(与选色有关，在此省略不述)，然后按之前读出的字符码41H算出CG地址CA-0410和CA-0418，然后分两次从游戏卡带中的CGROM或CGRAM中读出两字节数据，经PPU选色合成为第一水平显示线前8点显示点输出。同理，下一字符码4DH从VRAM地址VA-0001被读出，接着是从相关另一地址中读出选色组号，再从卡带中地址CA-04D0和CA-04D8中读出两字节数据来合成第一水平显示线第二组8点显示点输出，如此类推。到扫描第二水平显示线时，同样会读出VA-0000，但CG地址自动算成CA-0411和CA-0419；同样，VA-0001之后的CG地址也算成为CA-04D1和CA-04D9，……如此类推，240条水平显示线输出完毕。令用户看到一幅显示画面，每秒60次(NTSC制式)或50次(PAL制式)。由上述的介绍，可知HVC-001游戏机的字符表达能力受制于256个变化，每字符由16字节来定义，故CG ROM或CG RAM只需4K(4096)字节便足够。不过由于背景用字符和卡通用字符在HVC-001游戏机中可共用相同256个字符或各自的256个字符，故一般都以8K(8192)字节用作背景和卡通各自的字符组。现在回过头来看看有哪些方法可以令一幅画面中出现的字符变化不限于256种，令960字符的一幅画面中可以表达更多的内容(例如，要用全画面来表示汉字，无一重复的话，便要有960种字符图形变化)。一个可行而又被广泛使用的方法是使用多于4K字节的CGROM(或CGRAM)来提供超过256字符的显示能力(通常是整数倍，例如使用32K，64K，128K，256K字节CGROM等等)，并使用一个(或一组)新订I/O地址，利用写入不同值来选择CGROM(或CGRAM)中任一区作4KCG区；或再进一步，把4KCG区细分为2Kx2或1Kx4分区，用不同I/O地址的写入值独立地选择这些分区对应CGROM中某一段地址空间供显示扫描之用。虽然有超过256个字符可供使用，但仍受制于字符码是8位二进位，即一个字节，始终只有256种变化。要能在一幅画面上显示更多不同字符的话，最常用的方法便是把画面分为两段或以上，在每段扫描显示之前先以相关的I/O写入值来设定此时HVC-001的4K字节CG空间映射为游戏卡中CGROM/CGRAM的哪一段地址空间。每设定一次，便可以有256个不同字符可用。由此引伸，完全能做到全画面960个字符无一相同，因而可以为HVC-001提供全图形显示方式(但此时只能使用CGRAM)；要令任一点的显示内容改变，只需修改此位置字符对应的CGRAM相应某16字节中的两字节内各一位二进位便可做到。例如，(从上往下，从左往右数)要改变第19条水平扫描线第12点，假设其对应的VRAM地址为VA-0041，字符码为21H，且对应游戏卡CGRAM地址CA-0210起到CA-021F止共16字节区域，则上述要修改的点便应该是CA-0212的D4和CA-021A的D4，改变这两位二进位便可令上述显示点的颜色改变(可以有四种变化，再加上相应选色组号，可在4色x4组中选定其中一组四色，详情在此不予叙述)。上述把画面分成两段或以上的方法虽然可以提供大量显示符，但却有以下几方面的缺点第一，画面分割处有破绽。无论是用从画面扫描处起以软件计时，或预设硬件计时器于指定时间发出中断请求，再由中断服务子程序执行有关切换字符组空间等做法，往往因为中断是在主程序当前指令执行完成后才予以响应，因而不可能每次跟扫描时间都配合好；而用软件计时也会因为软件要兼顾其它计算和输出输入等处理，不能花大部份时间来计时而难以实用可行；再加上就算有时间可花，也难以保证准确捕捉每幅画面的起始扫描点，因而和使用硬件计时中断的方式一样，令切换字符组时画面上看到有断线出现在非固定位置上。这是因为切换并非准确地在水平扫描线的回描周期中发生，以致不能达到预期的字符完整地显示出来的效果。第二，字符的更新速度或字符的组合灵活性受很大限制。如果采用前述把画面分成四段、切换四组字符组CGRAM的方法，实现960个字符自由定义(即等同全图形显示方式)的话，更新字符的速度就会很明显的慢下来。例如在不使用临时关闭画面来更新字符码和字符内容的方法(以免画面时关时开产生抖动令人难以接受)时，只能利用每幅画面的垂直扫描信号回描周期以及其后出现的“空”扫描线时间作更新字符的话，时间便很有限(以PAL制625线隔行扫描即每幅画312.5线来算，扣掉画面内容240线，还余下72.5条“空”线，同理NISC制525线中空线有22.5线)。假设每次回描和空线时段最多可以允许软件更新128个字节VRAM或CGRAM内容的话，则全部时间用于更改VRAM内容可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电脑游戏机系统中，包含有：（ａ）一个电脑游戏机；（ｂ）一个电脑游戏软件载体用以存储电脑游戏程序，它包含有：（ｉ）扩展ＶＲＡＭ（视频显示用字符码在存储器）用于使显示用字符码长增加一倍或以上，令可作显示用字符总数大为增加；（ ｉｉ）字符产生器用存储器，用以存储字符显示用点阵资料；（ｉｉｉ）扩展控制电路，从连接前述电脑游戏机的信号总线中获取扫描显示过程中出现的每个原字符码及其在前述电脑游戏机中的ＶＲＡＭ地址，去发出相关地址予前述扩展ＶＲＡＭ，去读出对应的扩展字 符码，然后根据前述原字符码和前述扩展字符码连成的新字符码，向前述字符产生器用存储器发出换算后的地址，读取属于前述新字符码的字符显示用点阵资料，再经连接前述电脑游戏机的信号总线传回前述电脑游戏机供显示输出之用；（ｃ）电脑游戏机与电脑游戏软 件载体之间由各信号总线来连接，包括ＣＰＵ用地址总线、数据总线和相关控制信号线，还有ＰＰＵ用地址总线、数据总线和相关控制信号线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁耀才，梁耀森，
申请(专利权)人：邦谷企业有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]