Architektura Game Boy Advance

Zdjęcia pomocnicze

Modele

Płyta Główna

Diagram

Szybkie wprowadzenie

Wewnętrzna konstrukcja Game Boy Advance jest dość imponująca jak na przenośną konsolę, która działa na dwóch bateriach AA.

Ta konsola będzie nadal korzystać z popisowego procesora graficznego firmy Nintendo. Ponadto wprowadzi ona stosunkowo nowy CPU od brytyjskiej firmy, która w nadchodzących latach wzrośnie w popularności.

CPU

Większość komponentów jest połączona w jeden pakiet o nazwie CPU AGB. Ten pakiet zawiera dwa zupełnie różne procesory:

• Sharp SM83 działający z szybkością 8,4 lub 4,2 MHz: Jeśli to nie ten sam procesor, co w Game Boyu! Jest skutecznie używany do uruchamiania gier Game Boy (DMG) i Game Boy Color (CGB). Oto mój poprzedni artykuł, jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na ten temat.
• ARM7TDMI działający z częstotliwością 16,78 MHz: jest to nowy procesor, na którym się skupimy i który obsługuje gry Game Boy Advance.

Zauważ, że oba procesory nigdy nie będą działać w tym samym czasie ani nie będą wykonywać żadnego fantazyjnego współprzetwarzania. Jedynym powodem uwzględnienia bardzo starego Sharpa jest wsteczna zgodność.

Co nowego?

Zanim ARM Holdings (obecnie ‘Arm’) stał się niezwykle popularny w świecie smartfonów, licencjonował swoje projekty procesorów do zasilania komputerów Acorn, Newtona Apple, telefonów Nokii i Panasonic 3DO. Wybrany przez Nintendo procesor, ARM7TDMI, oparty jest na wcześniejszej konstrukcji ARM710 i zawiera ^[1]:

• ARM v4 ISA: Czwartą wersję 32-bitowego zestawu instrukcji ARM.
• Trzyetapowy potok: Wykonywanie instrukcji jest podzielone na trzy etapy. Procesor pobierze, zdekoduje i wykona do trzech instrukcji jednocześnie. Umożliwia to maksymalne wykorzystanie zasobów procesora (co zmniejsza bezczynność krzemu), jednocześnie zwiększając liczbę instrukcji wykonywanych na jednostkę czasu.
• 32-bitowa jednostka ALU: Może obsługiwać liczby 32-bitowe bez zużywania dodatkowych cykli.

Co więcej, ten rdzeń zawiera kilka rozszerzeń, do których odwołuje się jego nazwa (TDMI):

• T → Thumb: Podzbiór zestawu instrukcji ARM, którego instrukcje są zakodowane w słowach 16-bitowych ^[2].
  • Będąc 16-bitowymi, instrukcje Thumb wymagają połowy szerokości magistrali i zajmują połowę pamięci. Jednak ponieważ instrukcje Thumb oferują tylko funkcjonalny podzbiór ARM, może być konieczne napisanie większej liczby instrukcji, aby osiągnąć ten sam efekt.
  • Thumb oferuje tylko warunkowe wykonanie na gałęziach, jego operacje przetwarzania danych używają formatu dwuadresowego, a nie trzyadresowego, i ma dostęp tylko do dolnej połowy pliku rejestru.
  • W praktyce Thumb wykorzystuje 70% miejsca w kodzie ARM. W przypadku pamięci 16-bitowej Thumb działa szybciej niż ARM.
  • W razie potrzeby instrukcje ARM i Thumb można mieszać w tym samym programie (nazywanym interworking), dzięki czemu programiści mogą wybrać, kiedy i gdzie użyć każdego trybu.
• D → Debug Extensions (Rozszerzenia Debugowania): Zapewniają debugowanie JTAG.
• M → Enhanced Multiplier (Ulepszony Mnożnik): Poprzednie rdzenie ARM wymagały wielu cykli do obliczenia pełnych 32-bitowych mnożeń, to ulepszenie redukuje je do zaledwie kilku.
• I → EmbeddedICE macrocell: Włącza sprzętowe punkty przerwania, punkty obserwacyjne i umożliwia zatrzymanie systemu podczas debugowania.

Lokalizacje pamięci

Dołączenie Thumb miało szczególnie duży wpływ na ostateczny projekt tej konsoli. Nintendo połączyło magistrale 16-bitowe i 32-bitowe między różnymi modułami, aby obniżyć koszty, jednocześnie zapewniając programistom niezbędne zasoby do optymalizacji kodu.

Pamięć do wykorzystania jest podzielona na następujące lokalizacje (w kolejności od najszybszej do najwolniejszej) ^[3]:

• IWRAM (wewnętrzny WRAM) → 32-bitowy z 32 KB: Przydatny do przechowywania instrukcji ARM.
• VRAM (Wideo RAM) → 16-bitowy z 96 KB: Chociaż ten blok jest przeznaczony na dane graficzne (wyjaśniono to w następnej części tego artykułu), nadal można go znaleźć w mapie pamięci procesora, więc programiści mogą przechowywać tu inne dane, jeśli IWRAM nie wystarcza.
• EWRAM (zewnętrzny WRAM) → 16-bitowy z 256 KB: Osobny układ obok CPU AGB. Jest optymalny do przechowywania instrukcji Thumb i danych w małych porcjach. Z drugiej strony dostęp do chipa może być do sześciu razy wolniejszy w porównaniu z IWRAM.
• Game PAK ROM → 16-bitowy ze zmiennym rozmiarem: To jest miejsce, w którym uzyskuje się dostęp do pamięci ROM kartridża. Chociaż może zapewniać jedną z najwolniejszych szybkości, jest również odzwierciedlany w mapie pamięci, aby zarządzać różnymi szybkościami dostępu. Dodatkowo Nintendo dołączyło Bufor Prefetch, który łączy się z kartridżem, aby złagodzić nadmierne przeciąganie. Ten komponent niezależnie buforuje ciągłe adresy, gdy procesor nie uzyskuje dostępu do kartridża, może przechowywać do ośmiu 16-bitowych słów.
  • W praktyce jednak procesor rzadko pozwala Buforowi Prefetch wykonać swoją pracę. Ponieważ domyślnie będzie pobierać instrukcje z kartridża, aby kontynuować wykonywanie ^[4] (dlatego IWRAM i EWRAM są tak ważne).
• Game PAK RAM → 8-bitowy o zmiennym rozmiarze: To jest miejsce, w którym uzyskuje się dostęp do pamięci RAM (SRAM lub Pamięci Flash).
  • Jest to ściśle 8-bitowa magistrala (procesor zobaczy ‘śmieci’ w nieużywanych bitach) i z tego powodu Nintendo twierdzi, że może być obsługiwana tylko przez ich biblioteki.

Chociaż ta konsola była sprzedawana jako system 32-bitowy, większość jej pamięci jest dostępna tylko przez 16-bitową magistralę, co oznacza, że gry będą w większości używać zestawu instrukcji Thumb, aby uniknąć wydawania dwóch cykli na pobieranie instrukcji. Tylko w bardzo wyjątkowych okolicznościach (tj. konieczności użycia instrukcji nie znajdujących się na Thumb podczas przechowywania ich w IWRAM) programiści skorzystają z zestawu instrukcji ARM.

Stawanie się Game Boy Color

Oprócz włączenia osprzętu GBC (Sharp SM83, oryginalny BIOS, tryby audio i wideo, kompatybilne gniazdo kartridży itd.), do zapewnienia kompatybilności wstecznej wymagane są dwie dodatkowe funkcje.

Od strony sprzętowej konsola opiera się na przełącznikach, aby wykryć, czy włożono kartridż Game Boy lub Game Boy Color. Detektor kształtu w gnieździe kartridża skutecznie identyfikuje typ kartridża i pozwala procesorowi odczytać jego stan. Zakłada się, że jakiś element CPU AGB odczytuje tę wartość i automatycznie wyłącza sprzęt, który nie jest potrzebny w trybie GBC.

Od strony oprogramowania istnieje specjalny 16-bitowy rejestr o nazwie REG_DISPCNT, który może zmieniać wiele właściwości wyświetlacza, ale jeden z jego bitów ustawia konsolę w ‘tryb GBC’ ^[5]. Początkowo miałem trudności ze zrozumieniem, kiedy dokładnie GBA próbuje zaktualizować ten rejestr. Na szczęście niektórzy programiści pomogli to wyjaśnić:

Myślę, że to, co dzieje się podczas rozruchu GBC, polega na tym, że sprawdza przełącznik (czytelny pod adresem REG_WAITCNT 0x4000024), zanika (bardzo szybkie zanikanie, trudne do zauważenia), a następnie w końcu przełącza się w tryb GBC (BIOS zapisuje do REG_DISPCNT 0x4000000), zatrzymując ARM7.

Jedynym brakującym elementem układanki jest to, co by się stało, gdyby usunięto część obudowy kartridża GBC, aby przełącznik nie był już wciskany, a następnie programowo przełączono tryb na tryb GBC. W tym przypadku może pomóc tryb Multi-boot. Nie jestem pewien, czy przełącznik musi być wciśnięty, aby magistrala kartridża GBC działała poprawnie, czy po prostu działa. Jestem skłonny założyć, że przełącznik jest niezbędny do działania magistrali, ale to tylko przypuszczenie.

– Dan Weiss (znany jako Dwedit, obecny opiekun PocketNES i Goomba Color)

Grafika

Zanim zaczniemy, znajdziesz w systemie mieszankę SNES-a i Game Boy’a, a rdzeniem graficznym nadal jest dobrze znany silnik 2D o nazwie PPU. Zalecam przeczytanie tych artykułów przed kontynuowaniem, ponieważ powrócę do wielu wcześniej wyjaśnionych koncepcji.

W porównaniu z poprzednimi Game Boy’ami mamy teraz kolorowy ekran LCD, który może wyświetlać do 32 768 kolorów (15 bitów). Ma rozdzielczość 240x160 pikseli i częstotliwość odświeżania ~60Hz.

Organizowanie treści

Mamy następujące regiony pamięci, w których możemy dystrybuować naszą grafikę:

• 96 KB 16-bitowego VRAM-u (RAM-u Wideo): Gdzie 64 KB przechowuje grafikę tła i 32 KB przechowuje grafikę sprite.
• 1 KB 32-bitowego OAM-u (Pamięci Atrybutów Obiektów): Przechowuje do 128 wpisów sprite (nie grafiki, tylko indeksy i atrybuty). Jego magistrala jest zoptymalizowana pod kątem szybkiego renderowania.
• 1 KB 16-bitowego PAL RAM-u (RAM-u Palety): Przechowuje dwie palety, jedną dla tła, a drugą dla sprite’ów. Każda paleta zawiera 256 wpisów 15-bitowych kolorów, przy czym kolor 0 jest przezroczysty.

Konstruowanie klatki

Jeśli czytałeś poprzednie artykuły, GBA będzie Ci znajomy, chociaż istnieją dodatkowe funkcje, które mogą Cię zaskoczyć, i nie zapominaj, że ta konsola działa na dwóch bateriach AA.

Wypożyczę grafikę z Sonic Advance 3 firmy Sega, aby pokazać, jak składa się klatka.

Kafelki

Kafelki GBA są ściśle bitmapami 8x8 pikseli, mogą używać 16 kolorów (4 bpp) lub 256 kolorów (8 bpp). Kafelki 4 bpp zajmują 32 bajty, a 8 bpp zajmują 64 bajty.

Kafelki mogą być przechowywane w dowolnym miejscu w pamięci VRAM, jednak PPU chce je pogrupować w charblock’i: Regiony 16 KB. Każdy blok jest zarezerwowany dla określonego typu warstwy (tła i sprite’ów), a programiści decydują, gdzie zaczyna się każdy charblock. Może to spowodować pewne nakładanie się, co w konsekwencji umożliwia dwóm charblock’om współdzielenie tych samych kafelków.

Ze względu na rozmiar charblock’a, w jednym bloku można przechowywać do 256 płytek 8 bpp lub 512 płytek 4 bpp. Dozwolonych jest do sześciu charblock’ów, które łącznie wymagają 96 KB pamięci: dokładnej ilości pamięci VRAM, jaką ma ta konsola.

Tylko cztery charblock’i mogą być użyte jako tła, a dwa mogą być użyte jako sprite’y.

Tła

Warstwa tła tego systemu znacznie się poprawiła od czasu Game Boy Color. W końcu zawiera niektóre funkcje znalezione w Super Nintendo (pamiętasz przekształcenia afiniczne?).

PPU może narysować do czterech warstw tła. Możliwości każdego z nich będą zależeć od wybranego trybu działania ^[6]:

• Tryb 0: Zapewnia cztery warstwy statyczne.
• Tryb 1: Dostępne są tylko trzy warstwy, chociaż jedna z nich jest afiniczna (można ją obracać i/lub skalować).
• Tryb 2: Dostarcza dwie warstwy afiniczne.

Każda warstwa ma wymiar do 512x512 pikseli. Jeśli jest afiniczna, to będzie miała rozmiar do 1024x1024 pikseli.

Fragment danych definiujący warstwę tła to Mapa Kafelków. Aby wdrożyć ją w sposób zrozumiały dla PPU, programiści używają screenblock’ów, konstrukcji definiującej części warstwy tła (32x32 kafelki). Screenblock zajmuje tylko 2 KB, ale do zbudowania całej warstwy będzie potrzebny więcej niż jeden. Programiści mogą umieścić je gdziekolwiek wewnątrz charblocków tła, co oznacza, że nie wszystkie wpisy kafelków będą zawierały grafikę!

Sprite’y

Rozmiar sprite może mieć szerokość do 64x64 pikseli, jak na tak mały ekran będą okupywać jego dużą część.

Jeśli to nie było wystarczające, PPU może teraz zastosować transformacje afiniczne do sprite’ów!

Wpisy sprtie mają szerokość 32 bitów, a ich wartości można podzielić na dwie grupy:

• Atrybuty: Zawiera pozycję x/y, przesunięcie h/v, rozmiar, kształt (kwadratowy lub prostokątny), typ sprite’u (afiniczny lub regularny) i położenie pierwszego kafelka.
• Dane afiniczne: Używany tylko wtedy, gdy sprite jest afiniczny, określają skalowanie i obrót.

Rezultat

Jak zawsze, PPU automatycznie połączy wszystkie warstwy, ale to jeszcze nie koniec! System może również zastosować kilka efektów na tych warstwach:

• Mozaika: sprawia, że kafelki wyglądają bardziej kwadratowo.
• Mieszanie alfa: Łączy kolory nakładających się warstw, aby uzyskać efekty przezroczystości.
• Okienkowanie: Dzieli ekran na dwa różne okna, gdzie każde może mieć własne oddzielne grafiki i efekty, zewnętrzna strefa obu okien może być również renderowana za pomocą kafelków.

Z drugiej strony, aby zaktualizować klatkę, dostępne jest wiele opcji:

• Wydaj polecenie CPU: Procesor ma teraz pełny dostęp do pamięci VRAM, kiedy tylko chce. Może jednak powodować niechciane artefakty, jeżeli zmieni niektóre dane w połowie klatki, więc oczekiwanie na VBlank/HBlank (tradycyjny sposób) pozostaje w większości przypadków najbezpieczniejszą opcją.
• Użyj Kontrolera DMA: DMA zapewnia ~10-cio krotnie szybszy transfer i może być zaplanowany podczas VBlank i HBlank. Ta konsola zapewnia 4 kanały DMA (dwa przeznaczone na dźwięk, jeden do operacji krytycznych, a ostatni do celów ogólnych). Miej na uwadzę, że kontroler zatrzyma procesor podczas operacji (chociaż praktycznie tego nie zauważy!).

Poza Kafelkami

Czasami możemy chcieć utworzyć tło, z którego tile engine nie będzie w stanie narysować wszystkich wymaganych grafiki. Nowoczesne konsole rozwiązały ten problem, implementując architekturę bufora-klatek, ale nie jest to możliwe, gdy jest bardzo mało RAM… Cóż, tak się składa, że GBA ma 96 KB pamięci VRAM, co wystarcza do przydzielenia bitmapy o wymiarach naszego ekranu LCD.

Dobrą wiadomością jest to, że PPU faktycznie implementuje tę funkcjonalność, uwzględniając trzy dodatkowe tryby, zwane trybami bitmapy ^[7]:

• Tryb 3: Przydziela pojedynczą w pełni kolorową klatkę (16 bpp, 32,768 kolorów).
• Tryb 4: Zapewnia dwie klatki z połową kolorów (8 bpp, 256 kolorów) każda.
• Tryb 5: Dwie w pełni kolorowe klatki, każda o połowę mniejsza (160x128 pikseli).

Powodem posiadania dwóch bitmap jest włączenie przewracania-stron: Rysowanie na wyświetlanej bitmapie może ujawnić pewne dziwne artefakty podczas procesu. Jeśli zamiast tego manipulujemy inną, żaden z błędów nie zostanie pokazany użytkownikowi. Po zakończeniu drugiej bitmapy, PPU można zaktualizować, aby wskazywał na drugą, skutecznie zamieniając wyświetlaną klatkę.

Ogólnie rzecz biorąc, brzmi to jak najnowocześniejsza funkcja, jednak większość gier trzymała się silnika kafelków. Czemu? Ponieważ w praktyce kosztuje dużo zasobów procesora.

Widzisz, podczas korzystania z silnika kafelków procesor może delegować większość obliczeń do układu graficznego. W przeciwieństwie do tego, system buforowania klatki, który zapewnia PPU, ogranicza się tylko do wyświetlania tego segmentu pamięci jako pojedynczej warstwy tła, co oznacza brak indywidualnych transformacji afinicznych, warstw lub efektów, chyba że procesor je obliczy. Ponadto, bufor-klatki zajmuje 80 KB pamięci, więc tylko 16 KB (połowa) jest dostępnych do przechowywania kafelków sprite’ów.

Z tego powodu te tryby są używane oszczędnie, na przykład do odtwarzania wideo (Game Boy Advance Video całkowicie na tym polegał) lub renderowania Geometrii 3D za pomocą procesora.

Dźwięk

GBA posiada 2-kanałowy odtwarzacz próbek, który działa w połączeniu ze starszym systemem dźwięku Game Boy’a.

Funkcjonalność

Oto podział na komponenty audio przy użyciu Sonic Advance 2 jako przykładu:

PCM

Nowy system dźwiękowy może teraz odtwarzać próbki PCM, udostępnia dwa kanały o nazwie Direct Sound, w których odbiera próbki za pomocą kolejki FIFO (zaimplementowany jako 16-bajtowy bufor).

Próbki są 8-bitowe i znakowane (zakodowane w wartościach od -128 do 127). Domyślna częstotliwość próbkowania to 32 kHz, chociaż zależy ona od każdej gry: ponieważ wyższa częstotliwość oznacza większy rozmiar i więcej cykli procesora, nie każda gra będzie zużywać tę samą ilość zasobów na zasilanie układu audio.

DMA jest niezbędne, aby uniknąć zapychania cykli procesora. Dostępne są również liczniki czasu, które umożliwiają synchronizację z kolejką.

PSG

Chociaż podsystem Game Boy nie współdzieli swojego procesora, daje dostęp do PSG. Ze względu na kompatybilność jest to ten sam projekt, który można znaleźć w oryginalnym Game Boy’u. Wcześniej napisałem ten artykuł, który szczegółowo omawia każdy kanał.

Większość gier GBA używała go do akompaniamentu lub efektów. Późniejsze tytuły zoptymalizują swoją muzykę pod kątem PCM, a PSG nie będzie używane.

Połączone

Wreszcie wszystko jest automatycznie miksowane i przesyłane przez gniazdo głośnika/słuchawek.

Mimo że GBA ma tylko dwa kanały PCM, niektóre gry mogą magicznie odtwarzać więcej niż dwie równoczesne próbki. Jak to możliwe? Cóż, chociaż posiadanie tylko dwóch kanałów może wydawać się nieco słabe na papierze, główny procesor może wykorzystać niektóre ze swoich cykli do zapewnienia zarówno sekwencjonowania dźwięku, jak i miksowania ^[8] (co powinno dać wyobrażenie o tym, jak potężny jest ARM7!). Ponadto w sekcji ‘System Operacyjny’ dowiesz się, że BIOS ROM zawiera sekwencer audio!

Podwójna korzyść

Niektóre gry szły dalej w dualizmie PCM-PSG i ‘zamieniały’ wiodący układ w zależności od kontekstu.

W tej grze (Mother 3) gracz może wejść do dwóch różnych pokoi, jednego stosunkowo normalnego i drugiego z atmosferą nostalgiczną. W zależności od pokoju, w którym znajduje się postać, ten sam utwór będzie brzmieć nowocześnie lub 8bit-owo.

System Operacyjny

Wektor resetowania ARM7 to 0x00000000, co wskazuje na 16 KB BIOS ROM. Oznacza to, że Game Boy Advance najpierw uruchamia się z BIOS-u, który z kolei pokazuje ikoniczny ekran powitalny, a następnie decyduje, czy załadować grę, czy nie.

Ten ROM przechowuje również procedury oprogramowania, które gry mogą wywoływać w celu uproszczenia pewnych operacji i zmniejszenia rozmiaru kartridża ^[9]. Obejmują one:

• Funkcje arytmetyczne: Procedury wykonywania Dzielenia, Pierwiastka Kwadratowego i Tangensa Łuku.
• Obliczanie macierzy afinicznej: Mając wartość i kąt ‘powiększenia’, oblicza macierz afiniczną, która zostanie wprowadzona do PPU w celu skalowania/obracania tła lub sprite.
  • Istnieją dwie funkcje, jedna dla sprite, a druga dla tła. Ich parametry są nieco inne, ale idea jest taka sama.
• Funkcje dekompresyjne: Implementuje algorytmy dekompresji, w tym Run-Length, LZ77 i Huffman. Zapewnia również rozpakowywanie bitów i różnicę sekwencyjną.
• Kopia pamięci: Dwie funkcje poruszające pamięć. Pierwsza z nich kopiuje bloki 32-bajtowe przy użyciu specjalnego kodu operacji dla tego typu transferu (LDMIA do załadowania i SDMIA do przechowywania) tylko raz. Druga kopiuje 2-bajtowe lub 4-bajtowe bloki przy użyciu powtarzających się, odpowiednio, opkodów LDRH/STRH lub LDMIA/STMIA. Tak więc druga funkcja jest bardziej elastyczna, ale nie tak szybka.
• Dźwięk: Implementuje kompletny sekwencer MIDI! Zawiera wiele funkcji do sterowania nim.
• Interfejs zasilania: Skróty do resetowania, czyszczenia większości pamięci RAM, zatrzymywania procesora do momentu pojawienia się określonego zdarzenia (V-blank lub niestandardowego) lub przełączenia w ‘tryb niskiego poboru mocy’.
• Multi-boot: Przesyła program do innego GBA i uruchamia go. Więcej szczegółów znajdziesz w sekcji ‘Gry’.

BIOS jest podłączony przez 32-bitową magistralę i jest zaimplementowany za pomocą kombinacji instrukcji Arm i Thumb, chociaż te ostatnie są najbardziej widoczne.

Pamiętaj też, że wszystko to będzie działać tylko na ARM7. Innymi słowy, nie ma dostępnej akceleracji sprzętowej, która przyspieszałaby te operacje. Dlatego Nintendo udostępniło całą tę funkcjonalność za pomocą oprogramowania.

Gry

Programowanie dla GBA było podobne do SNES z dodatkowymi zaletami tworzenia gier na początku 2000 roku: ustandaryzowane języki wysokiego poziomu, lepsze kompilatory, szybsze procesory RISC, niezastrzeżone komputery do tworzenia, stosunkowo lepsza dokumentacja i… Dostęp do Internetu!

Programy są w większości napisane w C z sekcjami krytycznymi dla wydajności w asemblerze (ARM i Thumb), aby zaoszczędzić cykle. Nintendo dostarczyło SDK z bibliotekami i kompilatorami.

Gry są dystrybuowane w nowym, zastrzeżonym kartridżu o nazwie Game Pak.

Dostęp do danych kartridża

Chociaż ARM7 ma 32-bitową magistralę adresową, do modułu podłączone są tylko 24 linie adresowe. Powinno to oznaczać, że w module można uzyskać dostęp do 16 MB bez konieczności korzystania z programu mapującego, jednak oficjalna dokumentacja stwierdza, że 32 MB danych modułu jest mapowanych w pamięci. Więc co się tutaj dzieje? Prawda jest taka, że Gamepak używa adresów 25-bitowych (co wyjaśnia blok 32 MB), ale jego najniższy bit jest ustawiony na zero, więc ustawione są tylko 24 pozostałe bity. Tak działa adresowanie Gamepak.

Czy to oznacza, że dane znajdujące się pod nieparzystymi adresami (z najmniej znaczącym bitem na ‘1’) będą niedostępne? Nie, ponieważ magistrala danych jest 16-bitowa: Dla każdego transferu, CPU/DMA pobierze zlokalizowany bajt plus następny, umożliwiając odczytanie zarówno adresów parzystych, jak i nieparzystych. Jak widać, jest to po prostu kolejna praca inżynierska, która w pełni wykorzystuje możliwości sprzętu przy jednoczesnym obniżeniu kosztów.

Przestrzeń RAM kartridża

Aby przechowywać zapisy, Game Pak’i mogą zawierać ^[10]:

• SRAM: Wymagają one baterii do przechowywania zawartości i mogą mieć rozmiar do 64 KB (chociaż gry komercyjne nie przekraczały 32 KB). Dostęp do niego uzyskuje się poprzez mapę pamięci GBA.
• Flash ROM: Podobny do SRAM, ale bez baterii, może mieć rozmiar do 128 KB.
• EEPROM: Wymagają one połączenia szeregowego i teoretycznie mogą mieć dowolny rozmiar (często do 8 KB).

Akcesoria

Słynny Game Boy Link Cable zapewniał możliwość gry wieloosobowej. Dodatkowo kabel ma specjalną funkcję wewnętrznie znaną jako Multi-boot: Inna konsola (GBA lub GameCube) może wysłać działającą grę do pamięci EWRAM konsoli-odbiornika, a następnie ta druga uruchomi ją (zamiast potrzebować kartridżu).

Przeciwdziałanie-Piractwu & Homebrew

Ogólnie rzecz biorąc, używanie zastrzeżonych kartridży stanowiło dużą barierę w porównaniu z ciągłą grą w kotka i myszkę, z którą musieli walczyć inni producenci konsol podczas korzystania z CD-ROM-u.

Aby walczyć z bootlegami (nieautoryzowanymi reprodukcjami), BIOS GBA wbudował ten sam proces uruchamiania, który można znaleźć w oryginalnym Game Boy’u.

Flashcarty

Gdy pamięć masowa stała się bardziej przystępna cenowo, na rynku pojawił się nowy typ kartridża. Flashcarty wyglądały jak zwykłe Game Pak’i, ale miały pamięć wielokrotnego zapisu lub gniazdo kart pamięci, które umożliwiało uruchamianie ROM-ów z grami. Koncepcja ta nie jest w rzeczywistości nowa, deweloperzy stosowali wewnętrznie podobne narzędzia do testowania swoich gier na prawdziwej konsoli (i producenci dostarczyli sprzęt, aby to umożliwić).

Wcześniejsze rozwiązania obejmowały pamięć NOR Flash z możliwością nagrywania (nieprzekraczającą 32 MB) i SRAM z podtrzymaniem bateryjnym. Aby przesłać pliki binarne do kartridża, produkt zawierał kabel Link-do-USB używany z GBA i komputerem z systemem Windows XP. Za pomocą zastrzeżonego oprogramowania flashera i sterowników komputer przesyłał do GBA program multi-boot, który z kolei był używany do przesyłania pliku binarnego gry z komputera do Flashcarta umieszczonego w GBA. Ogólnie rzecz biorąc, całe zadanie przesyłania gry zostało uznane za powolne. Późniejsze Flashcarty (takie jak ‘EZ-Flash’) oferowały większą pamięć i możliwość programowania bez konieczności używania GBA jako pośrednika ^[11]. Te ostatnie opierały się na pamięci wymiennej (SD, MiniSD, MicroSD lub cokolwiek innego).

Dostępność komercyjna tych kartridży okazała się szarą strefą: Nintendo potępiło ich używanie ze względu na umożliwienie piractwa, podczas gdy niektórzy użytkownicy bronili, że jest to jedyna metoda uruchamiania Homebrew (programów stworzonych poza studiami gier, a co za tym idzie bez zgody Nintendo). Argument Nintendo był poparty faktem, że flashery, takie jak EZ-Writer, pomagały użytkownikom łatać ROMy gier, aby mogli bez problemów działać w kartridżach EZ-Flash. Po bataliach prawnych Nintendo kartridże te zostały zakazane w niektórych krajach (np. w Wielkiej Brytanii). Niemniej jednak przetrwały na całym świecie.

To wszystko ludziska