Тюнинг старого тетриса⁠⁠

Недавно я прикупил себе старенький и оригинальный — «тот самый» тетрис, а дальше меня затянуло. Собственно, нормальная ситуация. Однако, мне пришлось столкнуться с одной неприятной проблемой: если во время игры — скорость (ака сложность) повышается выше двух пунктов, то играть становится совершенно невозможно, а скоростей-то много…

Понятно, что идёт какая-то ошибка в подборе частоты задающего генератора в контроллере тетриса, и это даже слышно на слух, так как мелодия играет уж больно быстро. Потому, мне пришла в голову мысль, а возможно ли как-то внести аппаратные изменения в устройство, так чтобы понизить частоту контроллера для корректной игры? Сам спросил — сам ответил.

Мне хотелось сделать фичу, навроде решения, как на стародавних компьютерах, у которых была кнопочка "Turbo", которая, несмотря на своё название, снижала частоту процессора. И таки да! Не буду вас томить — эта затея мне удалась, и на выходе получился весьма забавный и простой — аппаратный тюнинг тетриса.

❯ Суть проблемы

Вдохновлённый статьями Azya о реверсе тетриса, я прикупил себе точно такой же аппарат, фигурировавший в его публикациях. И обнаружил, что частота работы встроенного микроконтроллера сильно завышена.

В играх типа Brick Game, в народе известных как тетрис, не всегда корректно выставлен задающий генератор, в результате, при увеличении скорости выше второй, играть становится просто невозможно.И это явно бага, которую проще всего проиллюстрировать на видео:

Вот я, взрослый человек, и не смог пройти игру на третьей скорости, а что уж говорить о детях? Плюс, мне было дико интересно узнать, что будет, если пройти игру на максимальной скорости: покажут ли мультфильм в конце? При достижении определённого количества очков скорость растёт, а что произойдёт при взятии последней скорости?

Ну что же, настало время RTFM на процессор HT443A0.

❯ Приступим!

Из статей «Так какой же процессор использовался в играх Brick Game?» часть 1 и часть 2 мы узнаем, что конкретно в этой модели тетриса установлен четырёхбитный микроконтроллер HT443A0. И если обратиться к документации, то можно выяснить, что частота процессора задаётся резистором.

Ниже привожу схему из документации на этот контроллер, которая попутно является просто принципиальной электрической схемой тетриса:

Но, как обычно бывает, нигде не сказано, какой номинал резистора отвечает за определённую частоту. Единственное, что мы знаем, в каких пределах его можно изменять (от 36 кОм до 620 кОм). Это значит, что настало время весёлых опытов.

Напомню, что микросхема представляет собой каплю смолы на печатной плате. Таким образом, распиновка чипа нам недоступна, но логика подсказывает, что резисторов на плате будет не так уж и много.

Если вскрыть корпус этого устройства, то можно увидеть следующую картину:

В моём устройстве вместо пьезо пищалки, стоит магнитный динамик и небольшая схема усиления на одном транзисторе. Резистор снизу на фотографии нужен для схемы усиления. А вот резистор сверху – это явно сопротивление задающей частоты. Измеряем его сопротивление и получаем около 15 кОм.

Внимание вопрос: если мы уменьшим сопротивление – частота вырастет или уменьшится? Да, зная RC-цепочки понятно, что при уменьшении сопротивления частота будет расти, но нужно в этом убедится. Да и сверху напаять резистор проще, чем делать последовательное соединение.

Увеличиваем частоту

Подбираю номинал резистора в 15 кОм и припаиваю его в параллель к основному, тем самым уменьшая сопротивление ровно в половину.

И, вы знаете, факир был пьян, и фокус не удался, это сработало. Конечно, я хотел уменьшить скорость работы тетриса, а в результате ускорил его. Тем не менее это вполне себе рабочее решение.

Интересно теперь уменьшить частоту тетриса.

Уменьшение частоты

Попробую теперь уменьшить частоту в два раза. Для этого я просто подпаял резистор последовательно с основным, тем самым изменив сопротивление до 30 кОм.

И это оказалось тем самым сопротивлением, на котором тетрис играет адекватно, с той скоростью, которой должен.

Круто, теперь можно уже завинчивать и играть, но мне хотелось большего.

Во-первых, мне хотелось проверить: возможно ли менять частоту на ходу.
Во-вторых, как я уже говорил, хочу попробовать пройти тетрис на самом высоком уровне сложности.

❯ Добавляем регулятор частоты

Тут никаких высоких материй нету, просто заменяем постоянный резистор на переменный, найденный где-то в хозяйстве. И даже весьма удобно вывести проводочки из корпуса через батарейный отсек.

После сборки можно приступить к натурным испытаниям.

Как видно, всё отлично работает и можно в любой момент выставить комфортную частоту работы. Единственное, если тетрис вдруг зависнет при таких операциях, перегрузить его получится, только отключив питающие батареи.

❯ Выводы

Да — частоту работы микроконтроллера можно менять прямо на ходу. А вот насчёт мультика — сохраню интригу, пускай кто-то сам пройдёт, и проверит можно ли посмотреть его :)

Честно говоря, мне тоже хотелось приобщиться к этому движу вокруг реверса Brick Game. Даже немного поколдовал с транслятором ассемблера и некоторыми другими вещами. Но то времени, то вдохновения не хватает, то просто экосистемы таких же фанатиков. Поэтому для начала решил для себя сделать что-то простое и понятное.

Из забавного: понял, что можно сделать некий DJ тетрис пульт, видео с которым — успешно завирусилось у меня в шортсах:

❯ Полезные ссылки:

1. Процессор, который использовался в «Тетрисе»: на каких SoC работала недорогая микроэлектроника в 90-х?

2. Так какой же процессор использовался в играх Brick Game?

3. Так какой же процессор использовался в играх Brick Game? Часть 2

4. Документация на микроконтроллер HT443A0

Если вам интересна металлообработка, старое железо, всякие DIY штуки, погроммирование и linux, то вы можете следить за мной ещё в телеграмме.

• Написано специально для Timeweb Cloud и читателей Пикабу. Подписывайтесь на наш блог, чтобы не пропустить новые интересные материалы.

• Облачные сервисы Timeweb Cloud — это реферальная ссылка, которая может помочь поддержать наши проекты.