C64 a Fondo – 6502 vs 6510 Parte 2 – Pinout

Vamos a empezar este estudio comparativo del 6502 vs el 6510 con una descripción del para qué sirve cada patita de estos chips (que básicamente es el pin out). Nos va a servir de guía para poder hablar de las diferencias que tienen estos chips entre sí

Les dejo el link al articulo anterior en la serie, y al final como siempre los links a todos los artículos de la misma.

Parte 1 – El módulo de reloj

Cosas en Común entre el 6502 y el 6510

Ambos chips fueron creados por MOS Technologies y muy utilizados en el final de los 70 y principios de los 80. El 6510 ya no se fabrica más en la actualidad (escribiendo estas notas en Junio del 2023) sobreviviendo sólo en los corazones de millones de Commodore 64 y en los corazones de miles de Commodorianos.

El 6502 todavía sigue siendo muy utilizado teniendo versiones actuales de USM y de WDC siendo la versión actual la 65C02 que agrega algunas instrucciones extras de assembler y baja mucho el consumo eléctrico.

Arquitectura

Ambos procesadores son procesadores de 8 bits y comparten muchísimas cosas en común. La arquitectura interna de estos procesadores es idéntica y está dividida en dos partes una sección con los registros y otra con las operaciones de control, las señales que provocan transferencias de datos están en la sección de control.

Set de instrucciones

El código máquina de ambos procesadores posee las mismas instrucciones de assembler de 6500 con lo que los programas de uno funcionan perfectamente en el otro.

Agrego algunas instrucciones extras del modelo 65C02 (las marcadas con punto en la siguiente tabla) que NO recomiendo usar para poder mantener compatibilidad con el 6510 y el 6502 originales pero que ahorran algunos pasos al no tener, por ejemplo, que pasar por el acumulador para guardar el registro X en el stack con la instrucción PHX. El 65C02 es una versión más moderna del MOS 6502 siendo una ventaja el ser fully static por lo que se puede parar el clock y los registros no pierden sus valores.

Velocidad de Reloj

Los procesadores 6502 y 6510 originales soportan una velocidad de reloj de hasta 1Mhz, teniendo luego el 8502 que soporta hasta 2Mhz (usado en el modo 64 de la Commodore 128)

Registros

La cantidad de registros y la forma de accederlos se mantienen para toda la familia estos son los familiares A, X e Y, el Status Register y el Stack Pointer los 5 de 8 bits y el Program Counter de 16 bits.

Modos de direccionamiento

Ambos chips funcionan de idéntica forma al relacionar la memoria y sus registros presentando modos de direccionamiento diferentes ya sea si uno quiere cargar directamente de memoria, o un número literal al acumulador, en forma indexada los datos y aplicar funciones que trabajan con el acumulador sin tocar memoria.

Bus de Direccionamiento y Bus de Datos

Ambos procesadores poseen 16 líneas de direccionamiento de datos (pines) pudiendo manejar entre memoria y registros de I/O hasta 64Kb (2ˆ16 = 65536 bytes).

Pin-Out y diferencias

Aquí salta a la vista la diferencia más grande ya que el 6510 posee 6 pines adicionales que puede ser utilizados como interfaz de Input/Output para comunicarse con periféricos ya que estos son bidireccionales. 

Para manejar estos pines el 6510 utiliza las direcciones 0 y 1 donde especifica en la cero si son inputs (pone un cero) o output (pone un 1)  y en el dirección 1 los valores de los mismos, ya sea recibidos de un periférico y escritos por el procesador para consumo externo.

Pin-Out 6502

Este chip posee un formato DIP 40 con las siguientes funciones en sus pines

VPB Pin de La B significa Bar o Barra para que este pin se active el voltaje tiene que ser Low o 0v

RDY El pin ready se utiliza para decirle al microprocesador que tiene que frenar y mantener al mismo en el estado actual, para activarlo y que frene el pin espera un estado low. Por ejemplo al recibir un estado Low (o volts) en el pin todas las líneas de output van a mantener los valores de corriente que tenían mostrando qué dirección estaban buscando. 

PHI1 o 01 (OUT) Pin de Salida de Reloj, el mismo es una salida de reloj para conectar a otros dispositivos. El PHI1 es típicamente la señal del PHI2 pero invertida

IRQB Pin de interrupción. Al conectar este pin a 0V, si las interrupciones están habilitadas, el procesador guardará el contenido de los registros actuales y buscará en las posiciones de memoria FFFE y FFFF donde está el vector (otra posición de memoria) que posee la primera instrucción a ejecutar para atender a esta interrupción

MLB El pin de Memory lock se usa para mantener la integridad de las instrucciones Read-Modify-Write en un sistema multiprocesador. Cuando presenta un valor Low o 0 volts indicate que algún otro circuito debe arbitrar el ciclo del bus.

NMIB Pin de interrupción no enmascarable. Al conectar este pin a 0V el procesador guardará el contenido de los registros actuales y buscará en las posiciones de memoria FFFA y FFFB donde está el vector (otra posición de memoria) que posee la primera instrucción a ejecutar para atender a esta interrupción. Este tipo de interrupción es incondicional y siempre será honrada.

SYNC Pin de sincronía El ciclo del procesador donde trae el código de operación (OpCode) se indican con el pin SYNC en high. Cuando el procesador busca un código del operación el pin queda en high y queda high por todo el resto del ciclo

VDD o VCC Pin de Energia. El procesador típicamente trabaja con +5v 

AB0 a AB11 Pines del Bus de Direccionamiento. Son pines bidireccionales que permiten recibir las direcciones de los dispositivos a los cuales comunicarse (memorias, otros chip en la placa, registros de I/O, etc). Al ser un bus de 12 bits direcciona hasta 4096 bytes o desde $0000 hasta $1000 

VSS Pin de Ground, este pin se conecta al common ground del diseño.

DB0 a DB7 Pines del Bus de datos, Este es un bus bidireccional que permite recibir y escribir datos junto con el bit de R/W a memorias y registros de I/O

R/WB Pin de Lectura/Escritura. Este pin indica si el procesador está realizando una lectura o una escritura. Cuando se encuentra en 1 o en estado High el procesador está realizando una lectura cuando está en 0 o estado Low una escritura.

NC  No Connect, este es un pin que no se debe conectar ya que no está conectado a nada dentro del procesador

BE Pin de Bus Enable, cuando este pin esta High los pines de address, data y RW están activos, cuando está low quedan con impedancia alta sacando al procesador del bus.

PHI2 o 02 (OUT) Pin de Salida de Reloj, el mismos es una salida de reloj para conectar a otros dispositivos

SOB Pin de Set Overflow. Este pin cuando recibe un cambio de high a low prende el bit de Overflow en el Status Register del procesador (bit 6). No se uso mucho en el pasado y no se recomienda su uso.

PHI0 o 00 (IN) Pin de entrada de Reloj, Este pin permite conectar un reloj interno al procesador para sincronizarse con otros dispositivos.

RESB Pin de reset, este pin sirve para realizar un reset del procesador cuando se conecte a 0v. El reset tomará 7 ciclos de reloj y buscará en las posiciones de memoria FFFC y FFFD donde está el vector (otra posición de memoria) que posee la primera instrucción a ejecutar. El reset debe ser mantenido en 0v por lo menos durante dos ciclos de reloj para que sea reconocido.

Pin-Out 6510

Pines diferentes al 6502

PHI1 o 01 (IN) Pin de entrada de Reloj, Este pin permite conectar un reloj interno al procesador para sincronizarse con otros dispositivos. En el 6502 era el PHI0 y el 6510 sólo tiene 2 pines con respecto al reloj en lugar de los 3 que posee el 6502.

AEC Pin de Address Enable Control, se comporta de forma similar al pin de Bus Enable del 6502. Cuando este pin esta High los pines de address, data y RW están activos, cuando está low quedan con impedancia alta sacando al procesador del bus. Esto permite desarrollar sistemas con acceso directo a memoria por parte de otros chips o periféricos (DMA).

P0 a P5 Pines de I/o Port. Este procesador en su más marcada diferencia presenta en estos pines 6 conexiones bidireccionales con periféricos como si fuera un pequeño VIA o CIA. Vamos a explorar como funciona en detalle en un futuro artículo y video.

Pines idénticos al 6502

RDY El pin ready se utiliza para decirle al microprocesador que tiene que frenar y mantener al mismo en el estado actual, para activarlo y que frene el pin espera un estado low. Por ejemplo al recibir un estado Low (o volts) en el pin todas las líneas de output van a mantener los valores de corriente que tenían mostrando qué dirección estaban buscando. 

IRQ/ Pin de interrupción. Al conectar este pin a 0V, si las interrupciones están habilitadas, el procesador guardará el contenido de los registros actuales y buscará en las posiciones de memoria FFFE y FFFF donde está el vector (otra posición de memoria) que posee la primera instrucción a ejecutar para atender a esta interrupción

NMI/ Pin de interrupción no enmascarable. Al conectar este pin a 0V el procesador guardará el contenido de los registros actuales y buscará en las posiciones de memoria FFFA y FFFB donde está el vector (otra posición de memoria) que posee la primera instrucción a ejecutar para atender a esta interrupción. Este tipo de interrupción es incondicional y siempre será honrada.

VDD o VCC Pin de Energía. El procesador típicamente trabaja con +5v 

AB0 a AB11 Pines del Bus de Direccionamiento. Son pines bidireccionales que permiten recibir las direcciones de los dispositivos a los cuales comunicarse (memorias, otros chip en la placa, registros de I/O, etc). Al ser un bus de 12 bits direcciona hasta 4096 bytes o desde $0000 hasta $1000 

VSS Pin de Ground, este pin se conecta al common ground del diseño.

DB0 a DB7 Pines del Bus de datos, Este es un bus bidireccional que permite recibir y escribir datos junto con el bit de R/W a memorias y registros de I/O

R/W Pin de Lectura/Escritura. Este pin indica si el procesador está realizando una lectura o una escritura. Cuando se encuentra en 1 o en estado High el procesador está realizando una lectura cuando está en 0 o estado Low una escritura.

PHI2 o 02 (OUT) Pin de Salida de Reloj, el mismos es una salida de reloj para conectar a otros dispositivos

/RES Pin de reset, este pin sirve para realizar un reset del procesador cuando se conecte a 0v. El reset tomará 7 ciclos de reloj y buscará en las posiciones de memoria FFFC y FFFD donde está el vector (otra posición de memoria) que posee la primera instrucción a ejecutar. El reset debe ser mantenido en 0v por lo menos durante dos ciclos de reloj para que sea reconocido

Conectando al 6502 y al 6510

Para poder ver visualmente como es el esquema de conexión de pines de ambos procesadores les dejo un video donde vamos a repasar para que sirve cada pin y como conectarlo a un breadboard para en futuros videos poder programar ambos procesadores.

6502 vs 6510 Chip pin out – Parte 2

Artículos en la serie C64 a Fondo

A continuación el link al próximos artículo en la serie

Parte 3 – Codeando a Mano la Primera Instrucción de Código Máquina

y aquí los links a los artículos anteriores

Introducción

Parte 1 – El módulo de reloj

Referencias

A continuación les dejo algunos links donde profundizar el tema:

Video de la serie 6502 vs 6510 Parte 2 – Pin Out

6502 vs 6510 Chip pin out – Parte 2

W65C02S 8–bit Microprocessor 

6510 MICROPROCESSOR WITH I/O 

Todos los ejemplos de código de los videos los pueden encontrar en:

https://github.com/carlinhocr/6502_vs_6510

Y como siempre la serie de Ben Eater del 6502

Build a 6502 computer | Ben Eater 

El Otro Canon: Jungle King (REVIEW)

El Otro Canon es un repaso por juegos que fueron icónicos en algún momento, pero hoy han sido mayormente olvidados. Tal vez fueron opacados por otros títulos, tal vez su género pasó de moda, lo cierto es que por algún motivo no son parte de la discusión a la hora de hablar de retrogaming. Esta sección es un intento por rescatarlos del olvido y ver si todavía tienen algo para decirnos.

Jungle King (más tarde conocido como Jungle Hunt, y hasta reskinneado como Pirate Pete) es un caso raro de la era dorada de los arcades (1978-1984 aprox). Técnicamente innovador (introdujo el parallax scrolling, con sprites en varias capas avanzando a distintas velocidades) y enormemente exitoso en su momento (con más de 18.000 máquinas vendidas sólo en EEUU), hoy está prácticamente olvidado. 

En Jungle King controlamos a Tarzán (si, hoy que el personaje de Edgar Rice Burroughs ha entrado al dominio público lo que podemos decir) a través de cuatro niveles repletos de peligros. Se siente como un proto-plataformero, lo que es extraño porque el género de plataformas había quedado codificado un año antes!

Es que en algún punto, Jungle King es casi un calco oscuro de Donkey Kong, el clásico de Nintendo publicado en 1981. Donkey Kong es un hito fundamental de la historia de los juegos porque unió distintos elementos para dar vida al género de las plataformas. No fue el primer juego con una mecánica de saltar (ese sería el aburridísimo Frogs, de 1978) ni el primero con plataformas a distintas alturas conectadas por escaleras (Space Panic salió en 1980), pero unió los dos elementos para hacer algo que hoy reconocemos perfectamente: un juego en el que tenemos que atravesar los escenarios repletos de peligros usando el salto como herramienta principal.

Jungle King se siente como una involución. Si bien tres de sus cuatro niveles están basados en saltar, en la mayoría de los casos es sólo una cuestión de timing. El primer nivel, que consiste en saltar de liana en liana, demanda solo apretar el único botón de acción en el momento preciso. Recién a partir del segundo nivel cobra sentido el joystick, aunque el timing del botón sigue siendo fundamental: al atravesar un río repleto de cocodrilos, el botón pasa a controlar nuestros ataques con cuchillo. En el tercer nivel toca avanzar por una ladera por la que caen piedras que deberemos esquivar, y el cuarto es una pantalla breve en la que debemos esquivar las lanzas de unos caníbales y rescatar a Jane. Después es vuelta a empezar, con la dificultad más elevada.

Tercer nivel de Jungle King

La estructura de 4 niveles loopeados es casi idéntica a Donkey Kong. Incluso el objetivo es el mismo: rescatar a una mujer, interés romántico del protagonista. Pero lo que separa a los dos juegos es una filosofía que derivará en dos líneas históricas separadas: en Donkey Kong siempre tenemos opciones. podemos avanzar hacia derecha o izquierda, saltar, subir escaleras o tomar el martillo y golpear a los barriles.No hay un único recorrido válido por sus niveles. Este diseño se repetiría en futuros arcades de plataformas de pantalla única (primero en clones bastante cercanos como Kangaroo, pero luego en los “plataformeros de eliminación” como Bubble Bobble). Mientras tanto, en Jungle King, al estar sobre todo basado en el timing preciso, las opciones son mayormente una ilusión: la única opción es seguir hacia adelante. 

Otro paralelismo interesante: tanto Donkey Kong como Jungle King fueron denunciados por infracciones de derechos de autor. El fallo Universal City Studios v. Nintendo es un hito tanto en la historia de los videojuegos como de los derechos de autor, estableciendo que “Kong” es un término lo suficientemente genérico como para no infringir derechos. Taito, en cambio, accedió a los pedidos de los herederos de Edgar Rice Burroughs, y cambió a su clon de Tarzán por un explorador (que aparece en el arte de tapa de los porteos del juego).

Por estas cosas es que me gusta pensar a Jungle King como una especie de “hermano oscuro” de Donkey Kong. Sin embargo, voy a contradecir lo que mencioné al principio: Jungle King no es un proto-plataformero, sino el inicio de una línea evolutiva diferente: los juegos de plataformas para arcades en los que la respuesta es CASI siempre ir corriendo hacia adelante, como Pac-Land, Circus Charlie o Wonder Boy. Y si bien gráficamente los plataformeros de consolas se asemejan más a estos que a la progenie de Donkey Kong, creo que a nivel gameplay la influencia es mucho mayor de los primeros: Super Mario Bros es Donkey Kong con scroll horizontal, no un clon de Pac-Land.

¿Vale la pena jugar Jungle King hoy en día, más allá de su influencia histórica? Difícil decir, sobre todo porque arranca por la parte más aburrida. Me inclino hacia el NO, sencillamente porque hay mejores juegos en los que perder tus fichas virtuales. Pero no me tomes la palabra, abrí tu emulador favorito y frustrate vos también con los saltos de lianas.