Игровой картридж
Игрово́й ка́ртридж — электронное устройство на основе микросхем ПЗУ, предназначенное для хранения сменной игровой программы в игровых консолях, игровых автоматах и ряде бытовых компьютеров. Название произошло от английского слова cartridge (патрон), в русском языке также применимо название «кассета». В английском языке используются вдобавок сокращение «cart» и название «game pack» (а также «Game Pak», торговая марка, использовавшаяся фирмой Nintendo).
Картриджи стали применяться в игровых системах в конце 70-х годов. Наиболее ранней системой со сменными играми, использующей идею картриджей, принято считать игровую систему Magnavox Odyssey (1972 год). Однако её «игровые карты» не содержали активной электроники, они только коммутировали части внутренней схемы консоли, что не позволяло хранить на них произвольную игровую программу — набор возможных игр определялся только электроникой самой консоли. Первой игровой консолью с настоящими картриджами, содержащими игровую программу, является Fairchild Channel F (1976). Затем все игровые приставки до середины 90-x использовали картриджи. Потом большинство (позже все) домашних игровых консолей стали использовать в качестве сменного носителя данных CD-ROM (который в подобных целях начал применяться с конца 80-х годов). Однако из-за их малых габаритов и веса, а также отсутствия подвижных частей, картриджи до сих пор продолжают применяться в карманных игровых консолях, например, в Nintendo DS, Nintendo 3DS, PlayStation Vita и Nintendo Switch.
В бытовых (домашних) компьютерах картриджи применялись на протяжении 80-х годов, до того, как получили широкое распространение приводы гибких дисков (дисководы), а затем и оптических дисков. Помимо игр на них выпускалось часто используемое ПО, такое как интерпретаторы различных языков программирования.
Конструкция
Внешне картридж представляет собой небольшой прямоугольный пластиковый корпус, обычно с наклейкой (стикером), содержащей логотип или название игры. На одном из торцов картриджа располагается [англ.], являющийся частью печатной платы картриджа. На разъём выводятся шины адреса и данных системы, а также ряд управляющих сигналов и питание. На некоторых старых игровых системах разъём картриджа защищался подвижной крышкой, сдвигающейся при вставлении картриджа в слот консоли. Впоследствии от такой конструкции отказались, так как она усложняла производство и могла вызывать механические проблемы; вместо этого картриджи стали выпускаться в упаковке в виде пластиковых или картонных боксов, похожих на чехлы для видеокассет.
На плате картриджа располагается его электроника. Как минимум это одно или несколько масочных ПЗУ (однократно программируемых в процессе изготовления), содержащих игровую программу и данные. Они могут быть выполнены как в собственных корпусах, так и без корпуса, в виде монтируемых на поверхность платы кристаллов, залитых компаундом (такая конструкция дешевле в производстве, но менее устойчива к механическим воздействиям). Дополнительно картридж может содержать различные устройства, расширяющие функциональность консоли. Это, например, может быть дополнительное ОЗУ; либо ОЗУ с питанием от батареи, для сохранения игровых результатов между сеансами игры. Также это могут быть устройства управления памятью расширенного объёма (для обхождения изначально заложенных в конструкции консоли ограничений); дополнительные процессоры, звуковые и графические сопроцессоры.
Преимущества и недостатки
Картриджи имеют ряд преимуществ перед любыми сменными носителями данных. Процессор напрямую обращается к ПЗУ картриджа, так же, как и к собственной памяти системы, что позволяет получить очень высокую скорость доступа к данным. По этой же причине системе не требуется наличие большого объёма ОЗУ, куда данные загружались бы при использовании медленного внешнего носителя. Это снижает стоимость самой системы. Отсутствие подвижных частей, помимо скорости доступа, означает долговечность такого носителя. Возможность располагать в картридже дополнительные устройства, расширяющие возможности системы, позволяет продлить срок жизни устаревающей консоли (наиболее активно пользовалась этим фирма Nintendo в случае с её консолями NES и SNES, а также компания SEGA). Копирование картриджа пользователями существенно сложнее копирования программы на магнитной ленте, дискете или компакт-диске.
Однако картриджи имеют и ряд недостатков. Наиболее значимым из них являлась их стоимость. Она складывалась из большого количества составных частей в конструкции, ведущих к усложнению производства, а также стоимости микросхем ПЗУ большого объёма (что было актуально до конца 90-х годов). Дополнительные чипы, в случае их использования, также повышали стоимость картриджей. Из-за необходимости не увеличивать цену на игры выше приемлемого уровня их разработчикам приходилось мириться с ограничениями на объём памяти картриджа. В начале 80-х объём картриджей ограничивался десятками килобайт, в 90-х он вырос до мегабайтов. С середины 90-х и по настоящее время объём картриджей составляет десятки мегабайт. При этом традиционно этот объём указывается в двоичных кило- или мегабитах.
Также к недостаткам картриджей можно отнести их чувствительность ко внешним воздействиям, в частности к статическому электричеству и механическим воздействиям (неизбежным при их эксплуатации). Это делает картриджи менее надёжными по сравнению с компакт-дисками. Как пример ненадёжности можно привести случай неисправности картриджей, который часто встречается: из-за механических нагрузок, возникающих при вставке картриджа в слот консоли, возникают микротрещины в плате, нарушающие его нормальную работу. В особенности этому подвержены картриджи с бескорпусным исполнением микросхем. При такой конструкции возможен обрыв соединений кристаллов микросхем с платой. Также характерной неисправностью картриджей является истирание или окисление контактных площадок ножевого разъема в ходе эксплуатации или хранения, что приводит к постепенному ухудшению контакта в разъеме. Помимо этого, кроме возможности повреждения самого картриджа, при активной эксплуатации возможен быстрый износ разъёма на самой консоли (что является достаточно частой причиной выхода консоли из строя).
Перезаписываемые картриджи
Одним из основных свойств картриджей является невозможность их перезаписи — информация в них программируется сразу в процессе изготовления масочных ПЗУ (процесс подготовки к производству таких ПЗУ имеет высокую стоимость). Однако в ряде случаев, например, при разработке программы и тестировании её на реальной системе требуется возможность многократной перезаписи. Изначально в этих целях использовались картриджи с установленными панельками для смены ПЗУ и многократно программируемые ПЗУ (с ультрафиолетовым или электрическим стиранием), данные в которые записывались с помощью обычного программатора ПЗУ. Реже применялись RAM-картриджи, содержащие вместо ПЗУ микросхемы ОЗУ, обычно статического. Данные в них записывались с помощью специальных устройств. Этот вариант дороже, из-за более высокой стоимости на статическое ОЗУ большого объёма по сравнению с ПЗУ такого же объёма.
В конце 80-х — начале 90-х годов для ряда игровых консолей появились так называемые backup unit, или copybox (нет русского термина) — устройства, подключаемые к разъёму картриджа или системному разъёму консоли. Они предназначались для копирования игровой программы картриджа на перезаписываемые носители, например на дискеты, или во внутреннюю память устройства, и последующего использования игры без оригинального картриджа. Такие устройства производились сторонними производителями без лицензии, так как по сути они являлись средством нелегального копирования игрового ПО. Подобные устройства также собирались любителями (ряд схем таких устройств публиковался в том числе и в России, например, в журнале «Радио»). Однако такие устройства не решали проблему копирования игр, использующих дополнительную аппаратуру в составе картриджа.
Позже, с падением цен на флэш-память, появились так называемые . Они созданы для большого количества старых игровых систем и для современных карманных консолей, разрабатываются и производятся сторонними разработчиками без лицензии. Такие картриджи используются как для разработки любительского ПО для игровых консолей, так и для использования дампов игр, обычно используемых с помощью эмуляторов, на реальных системах. Проблема дополнительной аппаратуры в составе картриджа в современных флэш-картриджах решается с помощью микросхем программируемой логики.
См. также
- ROM-хакинг
Примечания
- Benj Edwards (22 января 2015). The Untold Story Of The Invention Of The Game Cartridge. Fast Company (англ.). Архивировано 11 января 2020. Дата обращения: 5 декабря 2017.
- Chad Hadzinsky. A Look into the Industry of Video Games Past, Present, and Yet to Come (англ.) // Claremont McKenna College. — 2014. Архивировано 5 декабря 2017 года.
Ссылки
- http://www.videogameconsolelibrary.com/art-media.htm
- https://gaminghistory101.com/2013/07/30/cartridges/
- https://www.pcworld.com/article/197429/evolution_of_game_media.html
- https://books.google.ru/books?id=PTrcTeAqeaEC&pg=PT312&lpg=PT312&dq=cartridges
- http://tedium.co/2017/03/09/video-games-reverse-engineering-tengen-accolade/ (перевод https://geektimes.ru/post/289737/)
- https://books.google.ru/books?id=RCIsDAAAQBAJ&pg=PA65
У этой статьи есть несколько проблем, помогите их исправить: |
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Игровой картридж, Что такое Игровой картридж? Что означает Игровой картридж?
Igrovo j ka rtridzh elektronnoe ustrojstvo na osnove mikroshem PZU prednaznachennoe dlya hraneniya smennoj igrovoj programmy v igrovyh konsolyah igrovyh avtomatah i ryade bytovyh kompyuterov Nazvanie proizoshlo ot anglijskogo slova cartridge patron v russkom yazyke takzhe primenimo nazvanie kasseta V anglijskom yazyke ispolzuyutsya vdobavok sokrashenie cart i nazvanie game pack a takzhe Game Pak torgovaya marka ispolzovavshayasya firmoj Nintendo Kartridzh igry Mario Bros dlya Famicom Kartridzhi stali primenyatsya v igrovyh sistemah v konce 70 h godov Naibolee rannej sistemoj so smennymi igrami ispolzuyushej ideyu kartridzhej prinyato schitat igrovuyu sistemu Magnavox Odyssey 1972 god Odnako eyo igrovye karty ne soderzhali aktivnoj elektroniki oni tolko kommutirovali chasti vnutrennej shemy konsoli chto ne pozvolyalo hranit na nih proizvolnuyu igrovuyu programmu nabor vozmozhnyh igr opredelyalsya tolko elektronikoj samoj konsoli Pervoj igrovoj konsolyu s nastoyashimi kartridzhami soderzhashimi igrovuyu programmu yavlyaetsya Fairchild Channel F 1976 Zatem vse igrovye pristavki do serediny 90 x ispolzovali kartridzhi Potom bolshinstvo pozzhe vse domashnih igrovyh konsolej stali ispolzovat v kachestve smennogo nositelya dannyh CD ROM kotoryj v podobnyh celyah nachal primenyatsya s konca 80 h godov Odnako iz za ih malyh gabaritov i vesa a takzhe otsutstviya podvizhnyh chastej kartridzhi do sih por prodolzhayut primenyatsya v karmannyh igrovyh konsolyah naprimer v Nintendo DS Nintendo 3DS PlayStation Vita i Nintendo Switch V bytovyh domashnih kompyuterah kartridzhi primenyalis na protyazhenii 80 h godov do togo kak poluchili shirokoe rasprostranenie privody gibkih diskov diskovody a zatem i opticheskih diskov Pomimo igr na nih vypuskalos chasto ispolzuemoe PO takoe kak interpretatory razlichnyh yazykov programmirovaniya KonstrukciyaVskrytyj kartridzh Game Boy s energozavisimoj pamyatyu na batarejkah dlya igrovyh sohranenij dlya igry Pokemon Silver Version Razmery 56 mm 65 mm 8 mm Vneshne kartridzh predstavlyaet soboj nebolshoj pryamougolnyj plastikovyj korpus obychno s naklejkoj stikerom soderzhashej logotip ili nazvanie igry Na odnom iz torcov kartridzha raspolagaetsya angl yavlyayushijsya chastyu pechatnoj platy kartridzha Na razyom vyvodyatsya shiny adresa i dannyh sistemy a takzhe ryad upravlyayushih signalov i pitanie Na nekotoryh staryh igrovyh sistemah razyom kartridzha zashishalsya podvizhnoj kryshkoj sdvigayushejsya pri vstavlenii kartridzha v slot konsoli Vposledstvii ot takoj konstrukcii otkazalis tak kak ona uslozhnyala proizvodstvo i mogla vyzyvat mehanicheskie problemy vmesto etogo kartridzhi stali vypuskatsya v upakovke v vide plastikovyh ili kartonnyh boksov pohozhih na chehly dlya videokasset Na plate kartridzha raspolagaetsya ego elektronika Kak minimum eto odno ili neskolko masochnyh PZU odnokratno programmiruemyh v processe izgotovleniya soderzhashih igrovuyu programmu i dannye Oni mogut byt vypolneny kak v sobstvennyh korpusah tak i bez korpusa v vide montiruemyh na poverhnost platy kristallov zalityh kompaundom takaya konstrukciya deshevle v proizvodstve no menee ustojchiva k mehanicheskim vozdejstviyam Dopolnitelno kartridzh mozhet soderzhat razlichnye ustrojstva rasshiryayushie funkcionalnost konsoli Eto naprimer mozhet byt dopolnitelnoe OZU libo OZU s pitaniem ot batarei dlya sohraneniya igrovyh rezultatov mezhdu seansami igry Takzhe eto mogut byt ustrojstva upravleniya pamyatyu rasshirennogo obyoma dlya obhozhdeniya iznachalno zalozhennyh v konstrukcii konsoli ogranichenij dopolnitelnye processory zvukovye i graficheskie soprocessory Preimushestva i nedostatkiKartridzhi imeyut ryad preimushestv pered lyubymi smennymi nositelyami dannyh Processor napryamuyu obrashaetsya k PZU kartridzha tak zhe kak i k sobstvennoj pamyati sistemy chto pozvolyaet poluchit ochen vysokuyu skorost dostupa k dannym Po etoj zhe prichine sisteme ne trebuetsya nalichie bolshogo obyoma OZU kuda dannye zagruzhalis by pri ispolzovanii medlennogo vneshnego nositelya Eto snizhaet stoimost samoj sistemy Otsutstvie podvizhnyh chastej pomimo skorosti dostupa oznachaet dolgovechnost takogo nositelya Vozmozhnost raspolagat v kartridzhe dopolnitelnye ustrojstva rasshiryayushie vozmozhnosti sistemy pozvolyaet prodlit srok zhizni ustarevayushej konsoli naibolee aktivno polzovalas etim firma Nintendo v sluchae s eyo konsolyami NES i SNES a takzhe kompaniya SEGA Kopirovanie kartridzha polzovatelyami sushestvenno slozhnee kopirovaniya programmy na magnitnoj lente diskete ili kompakt diske Odnako kartridzhi imeyut i ryad nedostatkov Naibolee znachimym iz nih yavlyalas ih stoimost Ona skladyvalas iz bolshogo kolichestva sostavnyh chastej v konstrukcii vedushih k uslozhneniyu proizvodstva a takzhe stoimosti mikroshem PZU bolshogo obyoma chto bylo aktualno do konca 90 h godov Dopolnitelnye chipy v sluchae ih ispolzovaniya takzhe povyshali stoimost kartridzhej Iz za neobhodimosti ne uvelichivat cenu na igry vyshe priemlemogo urovnya ih razrabotchikam prihodilos miritsya s ogranicheniyami na obyom pamyati kartridzha V nachale 80 h obyom kartridzhej ogranichivalsya desyatkami kilobajt v 90 h on vyros do megabajtov S serediny 90 h i po nastoyashee vremya obyom kartridzhej sostavlyaet desyatki megabajt Pri etom tradicionno etot obyom ukazyvaetsya v dvoichnyh kilo ili megabitah Takzhe k nedostatkam kartridzhej mozhno otnesti ih chuvstvitelnost ko vneshnim vozdejstviyam v chastnosti k staticheskomu elektrichestvu i mehanicheskim vozdejstviyam neizbezhnym pri ih ekspluatacii Eto delaet kartridzhi menee nadyozhnymi po sravneniyu s kompakt diskami Kak primer nenadyozhnosti mozhno privesti sluchaj neispravnosti kartridzhej kotoryj chasto vstrechaetsya iz za mehanicheskih nagruzok voznikayushih pri vstavke kartridzha v slot konsoli voznikayut mikrotreshiny v plate narushayushie ego normalnuyu rabotu V osobennosti etomu podverzheny kartridzhi s beskorpusnym ispolneniem mikroshem Pri takoj konstrukcii vozmozhen obryv soedinenij kristallov mikroshem s platoj Takzhe harakternoj neispravnostyu kartridzhej yavlyaetsya istiranie ili okislenie kontaktnyh ploshadok nozhevogo razema v hode ekspluatacii ili hraneniya chto privodit k postepennomu uhudsheniyu kontakta v razeme Pomimo etogo krome vozmozhnosti povrezhdeniya samogo kartridzha pri aktivnoj ekspluatacii vozmozhen bystryj iznos razyoma na samoj konsoli chto yavlyaetsya dostatochno chastoj prichinoj vyhoda konsoli iz stroya Perezapisyvaemye kartridzhiOdnim iz osnovnyh svojstv kartridzhej yavlyaetsya nevozmozhnost ih perezapisi informaciya v nih programmiruetsya srazu v processe izgotovleniya masochnyh PZU process podgotovki k proizvodstvu takih PZU imeet vysokuyu stoimost Odnako v ryade sluchaev naprimer pri razrabotke programmy i testirovanii eyo na realnoj sisteme trebuetsya vozmozhnost mnogokratnoj perezapisi Iznachalno v etih celyah ispolzovalis kartridzhi s ustanovlennymi panelkami dlya smeny PZU i mnogokratno programmiruemye PZU s ultrafioletovym ili elektricheskim stiraniem dannye v kotorye zapisyvalis s pomoshyu obychnogo programmatora PZU Rezhe primenyalis RAM kartridzhi soderzhashie vmesto PZU mikroshemy OZU obychno staticheskogo Dannye v nih zapisyvalis s pomoshyu specialnyh ustrojstv Etot variant dorozhe iz za bolee vysokoj stoimosti na staticheskoe OZU bolshogo obyoma po sravneniyu s PZU takogo zhe obyoma V konce 80 h nachale 90 h godov dlya ryada igrovyh konsolej poyavilis tak nazyvaemye backup unit ili copybox net russkogo termina ustrojstva podklyuchaemye k razyomu kartridzha ili sistemnomu razyomu konsoli Oni prednaznachalis dlya kopirovaniya igrovoj programmy kartridzha na perezapisyvaemye nositeli naprimer na diskety ili vo vnutrennyuyu pamyat ustrojstva i posleduyushego ispolzovaniya igry bez originalnogo kartridzha Takie ustrojstva proizvodilis storonnimi proizvoditelyami bez licenzii tak kak po suti oni yavlyalis sredstvom nelegalnogo kopirovaniya igrovogo PO Podobnye ustrojstva takzhe sobiralis lyubitelyami ryad shem takih ustrojstv publikovalsya v tom chisle i v Rossii naprimer v zhurnale Radio Odnako takie ustrojstva ne reshali problemu kopirovaniya igr ispolzuyushih dopolnitelnuyu apparaturu v sostave kartridzha Pozzhe s padeniem cen na flesh pamyat poyavilis tak nazyvaemye Oni sozdany dlya bolshogo kolichestva staryh igrovyh sistem i dlya sovremennyh karmannyh konsolej razrabatyvayutsya i proizvodyatsya storonnimi razrabotchikami bez licenzii Takie kartridzhi ispolzuyutsya kak dlya razrabotki lyubitelskogo PO dlya igrovyh konsolej tak i dlya ispolzovaniya dampov igr obychno ispolzuemyh s pomoshyu emulyatorov na realnyh sistemah Problema dopolnitelnoj apparatury v sostave kartridzha v sovremennyh flesh kartridzhah reshaetsya s pomoshyu mikroshem programmiruemoj logiki Sm takzheROM hakingPrimechaniyaBenj Edwards 22 yanvarya 2015 The Untold Story Of The Invention Of The Game Cartridge Fast Company angl Arhivirovano 11 yanvarya 2020 Data obrasheniya 5 dekabrya 2017 Chad Hadzinsky A Look into the Industry of Video Games Past Present and Yet to Come angl Claremont McKenna College 2014 Arhivirovano 5 dekabrya 2017 goda Ssylkihttp www videogameconsolelibrary com art media htm https gaminghistory101 com 2013 07 30 cartridges https www pcworld com article 197429 evolution of game media html https books google ru books id PTrcTeAqeaEC amp pg PT312 amp lpg PT312 amp dq cartridges http tedium co 2017 03 09 video games reverse engineering tengen accolade perevod https geektimes ru post 289737 https books google ru books id RCIsDAAAQBAJ amp pg PA65Mediafajly na Vikisklade U etoj stati est neskolko problem pomogite ih ispravit V state ne hvataet ssylok na istochniki sm rekomendacii po poisku Informaciya dolzhna byt proveryaema inache ona mozhet byt udalena Vy mozhete otredaktirovat statyu dobaviv ssylki na avtoritetnye istochniki v vide snosok 21 fevralya 2010 V state est spisok istochnikov no ne hvataet snosok Bez snosok slozhno opredelit iz kakogo istochnika vzyato kazhdoe otdelnoe utverzhdenie Vy mozhete uluchshit statyu prostaviv snoski na istochniki podtverzhdayushie informaciyu Svedeniya bez snosok mogut byt udaleny 21 fevralya 2010 Pozhalujsta posle ispravleniya problemy isklyuchite eyo iz spiska parametrov Posle ustraneniya vseh nedostatkov etot shablon mozhet byt udalyon lyubym uchastnikom
