Análisis del Super Game Boy

Introducción

En este artículo se tratará de dar una visión general del adaptador de cartuchos de Game Boy para Super Nintendo, llamado Super Game Boy. Este adaptador conseguía emular a la Game Boy de tal manera que fuera posible usar sus juegos en el sistema Super Nintendo/Super Famicom. Originalmente, la consola no era capaz de emular por software las características de la Game Boy origianl, así que se añadió hardware extra en el cartucho de tal manera que la emulación se realizara por hardware. Básicamente se replicó el hardware de Game Boy (CPU, RAM y stot de cartuchos), añadiendo una serie de características que permitieran mejorar la experiencia de juego.

 

 

Este adaptador permitía que los juegos de Game Boy se vieran en colores en una pantalla de televisión. Además, extendía algunas de las características del sistema original, permitiendo que algunos juegos programado específicamente para este periférico se aprovecharan de las ventajas de la Super Nintendo, como poder usar un segundo pad en el mismo juego. La resolución de pantalla de la Game Boy era inferior a la de Super Nintendo, pero se suplió la carencia de píxeles añadiendo “marcos” que rodeaban la imagen y que resultaban atractivos visualmente. Para los juegos antiguos se añadió la opción de poder elegir colores de una paleta predefinida, o poder editarlos manualmente. Además, este cartucho añadía un programa de dibujo que te dejaba dibujar gráficos sencillos que luego se mantendrían en pantalla a lo largo de la partida.

 

Datos técnicos

– CPU Z80 a 4,194 MHz.
– 8 Kbytes de RAM
– 8 Kbytes de Video RAM
– ROM BIOS para inicialización de la SNES
– CPU ICD2-R
– Chip CIC

 

Visión externa del adaptador

 

 

El cartucho se puede acoplar a la consola a través del zócalo normal de juegos. Con un tamaño de 12,5 cm. de ancho, 12,5 cm. de alto y 2,5 cm. de grosor, era más grande que un cartucho normal de Super Game Boy. A través del conector extra se podía introducir un cartucho de Game Boy y conectarlo en la cosnola. Además, el cartucho hacía uso de los pines extra del conector (pines 1-4, 29-35 y 59-62), precisamente para mover los datos desde la RAM del cartucho a la RAM de Super Nintendo, y también para señales de audio del sistema.

 

 

 

 

Visión interna del cartucho

CPU Z80

Nombre del chip: SGB-CPU-01

Es prácticamente el mismo chip que se puede encontrar dentro de una Game Boy original. La única diferencia se encuentra en el “boot ROM” del chip. Este “boot ROM” son las primeras líneas de código que ejecuta la CPU, y que permiten la inicialización del hardware antes de saltar al código del cartucho. Está conectado a casi todos los chips internos del cartucho, como la RAM, la VRAM, el chip ICD2 y el cartucho. Además, generará las señales de audio para mandarlas directamente al sistema de sonido de la SUper Nintendo, a través de los pines 31/62 del cartucho.

Las señales de entrada del joystick las recibirá a través del chip ICD2, que hará las funciones de traductor entre los eventos de la SNES y los de Game Boy. El chip ICD2 recibirá las señales de procesado de vídeo para actualizar en los momentos oportunos la imagen en pantalla (anteriormente se hacía a través del LCD de Game Boy, ahora es a través de la SNES). Por otro lado, dado que es la misma CPU que en Game Boy , las líneas de conexión con el puerto de comunicaciones externo existen, aunque no se llegó a desarrollar. En la siguiente versión del adaptador (Super Game Boy II) sí que se desarrolló permitiendo comunicar dos Super Game Boy en juegos como Pokémon, o permitiendo conectar una Game Boy normal con una Super Game Boy a través del cable link. Para aquellos curiosos, existen mods que añadían esta característica a los adaptadores originales.

Por último, comentar que el boot ROM de esta CPU permitía detectar si un juego era compatible con este sistema, y en ése caso activaba funciones extra como acceder a mayores paletas de colores, acceder af unciones como lso marcos almacenados en el juego, o permitir usar el segundo pad de la Super Nintendo en juegos como Killer Instinct.

 

 

RAM y VRAM

En el chip de RAM se almacenaban los datos del juego, de una forma similar a como lo usaría la Game Boy original. Para la CPU sería transparente usarlo de la misma manera que en la portátil, ya que se encuentra conectada por los mismos pins a la memoria.

En el chip de VRAM se almacenaban los gráficos y la imagen a mostrar en el LCD de Game Boy. En este caso no sólo se encuentra conectada a la CPU, también se conecta al chip ICD2, que leerá los gráficos y los traducirá a algo entendible para que la SNES lo dibuje en el framebuffer.

Chip ICD2

Lo cierto es que no se sabe mucho de este chip. Su función es la de hacer de puente entre la SNES y el Z80. Recibe a través del pin 1 del conector de cartuchos con la Super Nintendo una señal de 21.477 MHz. que le permite estar sincronizado con la memoria principal de la consola y poder actualizarla cuando sea necesario. Además, está conectado a la VRAM para poder actualizar la imagen en la SNES, y a los puertos de los mandos de la CPU (pines 62 al 67) para actualizar el estado de los botones.

Uno de los pocos emuladores que intenta implementar su funcionalidad es el “BSNES”, emulador relativamente nuevo y poco conocido, y cuyo autor ha puesto especial interés en revelar el funcionamiento de este chip, y del Super Game Boy en general.

 

Chip SYS SGB 2

Este chip almacena la ROM que ejecutará la Super Nintendo en primer lugar. Inicializará los registros y permitirá usar características extra como los marcos o la configuración de colores para algunos juegos. La inicialización de la Super Nintendo se realiza a la vez que la CPU Z80, y una vez se ha acabado de inicializar la consola dejará el control casi por completo al Z80. El chip ICD2 actualizará la región asignada al vídeo de Game Boy, y la Super Nintendo ejecutará las funciones de actualizado de los marcos, colores y la superposició de los gráficos que hayamos creado usando el “Paint” que incluía el adaptador.

 

Chip CIC F413A

Este es el chip de región, que se comunica con la consola para permitirle saber si el juego es de su región o no. Este chip es el mismo para todos los juegos de una misma región, y si la consola se encuentra con un chip distinto, o éste está estropeado, no dejará ejecutar el juego, quedándose en un estado de reset contínuo.

 

Adaptador de audio

Esta zona es la encargada de adaptar la señal de audio de la Game Boy a la Super Nintendo. Son cuatro condensadores y dos resistencias, que adaptarán la tensión a algo audible. En caso de que haya algún problema de audio habría que sustituir estos condensadores por unos de igual capacidad.

 

Conclusiones

Este sistema permitió jugar a muchos clásicos de la portátil de Nintendo aprovechándose de un televisor y la comodidad de los mandos de una consola de sobremesa. Para conseguir su objetivo y dado que la Super Nintendo por sí sola no podía emular a la Game Boy, se introdujeron todos los componentes indispensables de la portátil en un cartucho. Finalmente, este sistema consiguió emular más que correctamente los juegos de Game Boy, añadiendo colores y haciendo más divertido si cabe los juegos.

Sobre la emulación de este sistema, la verdad es que no se ha prestado mucha atención. Los emuladores de Game Boy y Game Boy Color suelen introducir características para emular las paletas de colores, la edición de colores o los marcos de los juegos. Sin embargo esta emulación no es demasiado fiable dado que no se basan ni en el hardware del adaptador ni en la ROM del mismo. Únicamente han accedido a los datos de las paletas particulares de los juegos y el marco almacenado en él, pero el resto de características han sido programadas para el emulador, no emuladas desde la ROM del Super Game Boy.

Últimamente se han hecho bastantes avances, debido sobre todo al trabajo de Costis en conseguir una emulación hardware del sistema original en una FPGA, y un dumpeo de la “boot ROM” interna de la CPU (algo que ha tardado casi 15 años en producirse, y que ningún emulador ha tomado en cuenta). Además, el trabajo de Byuu en el emulador BSNES también ha permitido entender mejor el funcionamiento del chip ICD2. Se espera que en poco tiemo los emuladores intenten usar esta información para poder tener una emulación más fiel al original.

 

Fuentes

– Game Boy Dev: http://gameboydev.org/wiki/articles/SGB_Schematic
– Emulador BSNES: http://byuu.org
– Dump del boot ROM de Super Game Boy y proyecto FPGABoy: http://www.its.caltech.edu/~costis/sgb_hack/

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12 respuestas a Análisis del Super Game Boy

  1. De 10 Marcos. Vamos, como siempre. Tengo pendiente pillarme uno que no están muy caros, que tengo juegos muy ricos de Game Boy que me gustaría rejugarlos en la tele.
    Un abrazo.

  2. Yo es que pasé de la Master System al PC asi que…

  3. Me quito el sombrero Marcos!! Pedazo de review de uno de mis accesorios preferidos de la SNES (anda que no le he metido al Zelda de GB con este cacharro)!

    La próxima, del adaptador de la GBA para Game Cube (otro al que le he metido caña hasta la muerte)

    Abrazo!!

  4. Muy buen repaso Marcos. Este cacharrito era (es) cojonudo para jugar a gusto a clásicos de Game Boy, independientemente del tema de los colores.

  5. Y facilitó mucho la vida a las revistas especializadas, que hacían las capturas de pantalla de los juegos de Game Boy, usando este dispositivo.

  6. Muchas gracias a todos, me alegro que os gustara :). David, pillatelo cuanto antes, es una gozada jugar a la gameboy en pantalla tocha (los emuladores no son lo mismo). Una lastima que este no funcione con los de gameboy color.

    Crono, ya me gustaria echarle un ojo al adaptador de GBA de gamecube, pero no tube el gusto de tenerla :P. ¿Ese era emulacion por hardware tambien?

  7. Currada de artículo y muy instructivo Marcos, un crack como siempre.

  8. nuvalo dijo:
    Crono, ya me gustaria echarle un ojo al adaptador de GBA de gamecube, pero no tube el gusto de tenerla :P. ¿Ese era emulacion por hardware tambien?

    Ni idea… supongo que era hardware, al igual que el Super Game Boy. Pero nunca lo he destripado ni he visto destripes.

    Yo te presto mi GameCube y mi Game Boy Player, y tu te encargas de descubrir como funciona! 😆 😆

  9. Crono dijo:
    [quote name=”nuvalo”]Crono, ya me gustaria echarle un ojo al adaptador de GBA de gamecube, pero no tube el gusto de tenerla :P. ¿Ese era emulacion por hardware tambien?

    Ni idea… supongo que era hardware, al igual que el Super Game Boy. Pero nunca lo he destripado ni he visto destripes.

    Yo te presto mi GameCube y mi Game Boy Player, y tu te encargas de descubrir como funciona! 😆 :lol:[/quote]

    He rebuscado un poco por internet, y si, el Game Boy Player lleva una GBA dentro. Es prácticamente el mismo invento que el Super Game Boy.

    Lo dicho, cuando quieras te lo presto y lo destripas a gusto (siempre y cuando luego no te sobren piezas al volver a montarlo… xDDD)

  10. Muy buena review del cacharro Marcos. También me gustó mucho el repaso que le diste a los origenes de la MASTER SYSTEM en uno de los ultimos programas.

  11. Me ha encantado la review. Es la primera vez que veo las tripas de este cacharrito. Muy curioso, no sabía que llevase un Z80 y todo. Casi llevaba una Gameboy metida dentro…

  12. Crono, pues cuando quieras me lo pasas, que por ganas no será :). Lo de que sobren tornillos, yo siempre digo que si sobra es porque se ha hecho alguna optimización de recursos, pero prometo que quedará como nuevo.

    lapizdememoria y doragasu, me alegro que os gustara, a ver si saco tiempo para hacer alguna nueva.

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