Сейчас активно готовлю материал о том, как работали 3D-игры "под капотом" на слабеньких кнопочниках, каким образом разработчикам удавалось достичь приемлемый FPS и какие графические API для отрисовки трехмерной графики существовали на Java-телефонах. А дабы материал не был голословным, в практической части мы с нуля напишем 3D-шутер "а-ля 90е" с использованием Mascot Capsule и погоняем его на реальном телефоне Sony Ericsson! Материал выйдет в течении следующей недели (скорее всего среда-четверг).
С руки на длинной выдержке при низком и сложном освещении. Потрясающий результат. Когда видишь такой результат, хотя бы понимаешь за что ты платишь.
Прошлый был 14plus. Ночью им снимать было так себе занятие. Никого не хочу обидеть, просто констатирую факт. А к чему это всё? Ну мало ли кто-то мучается, что брать, а тут мои 5 коп. в пользу пикселя. Ну и цена 👍😊
Друзья! Многие ли из вас помнят такой телефон, как Nokia N-Gage? В начале нулевых финская компания сделала смелую попытку ворваться на рынок игровых консолей, создав устройство, которое сочетало в себе сразу две функции: полноценный смартфон на базе аппаратной платформы WD2 с Symbian на борту и игровая консоль с собственными картриджами! Год назад читатель подарил мне N-Gage QD с некоторыми аппаратными проблемами, которую я успешно оживил и подготовил подробную статью, в которой мы: узнаем историю появления N-Gage на свет и на чём он работал «под капотом», отремонтируем устройство и узнаем о самых частых аппаратных «болячках» смартфонов Nokia на платформе WD2, а также посмотрим на местную игровую библиотеку подробнее и выясним особенности разработки игр под Symbian! Интересно? Тогда добро пожаловать под кат!
❯ Что за N-Gage и как он появился?
Пожалуй, в истории мобильного подразделения Nokia, N-Gage один из самых желанных и неоднозначных устройств, когда либо разработанных компанией. Девайс прошёл долгий путь от смартфона, который ругали чуть ли не все, до легендарного устройства, которое ценится некоторыми людьми и сейчас.
По сути, N-Gage является уникальным смартфоном. За всё время существования мобильного рынка, по настоящему игровых телефонов почти и не выходило: можно вспомнить телефоны Sony Ericsson с геймпадом EGB-30,Xperia Play, японские и корейские телефоны, о которых мало кто слышал, да и китайские реплики Nokia с эмулятором NES на борту.
Я писал материал о Xperia Play год назад
В начале нулевых, рынок мобильных игр начинал активно развиваться. С ростом мощностей мобильных девайсов и появлением цветных дисплеев, стали появляться самые разные платформы для запуска мобильных приложений и продажи игр через операторские сети. Например, довольно большим успехом пользовалась перспективная платформа Mophun (Sony Ericsson T310, T610), которая использовала собственный платформо-независимый байткод. Помимо этого, в платформе были уже готовые библиотеки для упрощения разработки игр: вывод 2D спрайтов, 3D графики (программный рендеринг), звука и обработка ввода. Нельзя также не вспомнить о Qualcomm BREW — который использовался во многих CDMA-телефонах в США и была по настоящему нативной, позволяя использовать все ресурсы телефона. Но самой популярной стала, конечно же, J2ME, которая предустанавливалась на большинство телефонов до ~2014 года.
Sony Ericsson T610 - один из девайсов, поддерживающих Mophun
Само собой Nokia не могли упустить момент и не попытаться занять нишу на мобильном рынке игр. У Nokia было две основные платформы: S40, используемая в кнопочных телефонах и S60, платформа основанная на Symbian, которая использовалась в смартфонах компании. Уже в 2003 году, в платформах S40 и S60 была полноценная поддержка J2ME игр и Java показывала себя как достаточно перспективная платформа. Nokia даже реализовали свои собственные расширения для J2ME, дабы игры могли использовать больше возможностей устройства, чем предоставляет MIDP. В целом, телефоны Nokia были очень популярными, благодаря чему почти все J2ME игры имели собственную версию под S40 (а иногда и более навороченные под S60). N-Gage, который должен был объединить телефон и игровую консоль, был анонсирован ещё в ноябре 2002 года, однако вышел в свет 7 октября 2003 года.
Первая версия N-Gage
Однако N-Gage был отнюдь не первым устройством в подобном дизайне. Его предком принято считать Nokia 3300 — смартфон, который в первую очередь был ориентирован для использования в качестве мультимедийного устройства и прослушивания музыки. Тем не менее, устройство тоже поддерживало J2ME и на нём вполне можно было проходить Symbian-годноту из нулевых.
N-Gage был встречен весьма неоднозначно. В устройстве было достаточно много как аппаратных, так и программных недоработок, которые вызывали недовольство среди пользователей. Первая и пожалуй самая главная для игровой консоли — отсутствие возможности горячей смены картриджей с играми. Сами игровые картриджи были реализованы в виде обычных MMC-карт памяти, однако, судя по всему в S60 не было поддержки «горячей» замены карт памяти как таковой, из-за чего для смены игры необходимо было сначала достать аккумулятор, заменить флэшку с игрой, установить аккумулятор, включить устройство и дождаться его загрузки (секунд 15) и только потом уже начинать играть. А учитывая, что это был телефон, то довольно длительное пребывание вне сети устраивало далеко не всех пользователей.
Картриджи были проблемой и для жителей отдаленных регионов. В России, насколько мне известно, картриджи можно было купить только в Москве и СПБ, хотя возможно и ещё в каких-то больших городах. Но вот, например, у меня, жителя Ейска, едва ли была возможность купить картридж «физически» — разве что только под заказ. Другое дело Java игры, которые весили по 50-100 килобайт в те годы и без проблем скачивались даже через мобильный интернет. Впрочем, судя по всему, никакого особого DRM в N-Gage играх не было и после того, как энтузиасты научились сливать игры с MMC-карточек — на N-Gage начало процветать пиратство.
Даже с точки зрения звонков у девайса были свои нарекания. Конструктивно инженеры Nokia решили расположить слуховой динамик не с лицевой части, а с боковой. Из-за этого для разговоров приходилось переворачивать телефон боком. Выглядело это весьма необычно для прохожих, незнакомых с N-Gage. :) Тем не менее, в устройстве были и революционные решения: вспомнить хотя-бы N-Gage Arena, который объединял мобильных игроков в одну сеть с друзьями, таблицами рекордов и т. д.
Чуть меньше чем через год, в мае 2004 года вышла N-Gage QD: исправленная и доработанная версия N-Gage, в которой заметно изменили дизайн, добавили поддержку замены картриджей без выключения девайса и добавили слуховой динамик на переднюю часть корпуса. Именно эта версия N-Gage стала популярной и её чаще всего можно найти на онлайн-барахолках. И хотя N-Gage ругали за недоработки, мобильным игрокам она полюбилась за высокий уровень игр для телефонов тех лет: графика была гораздо лучше чем на GBA и была близка по уровню к PS1, геймплей разнообразнее, чем в Java-версиях, да и сами игры имели довольно большой полноценный сюжет. Это был действительно замах на уровень таких мастодонтов, как Nintendo! Приятным бонусом была полноценная поддержка Java-игр, благодаря чему на телефоне можно было гораздо удобнее проходить уже вышедшие игры для MIDP 1.0, даже если вся библиотека игр N-Gage уже была пройдена!
Не менее интересно девайс устроен и «под капотом». Как я уже говорил выше, N-Gage был построен на базе зарекомендовавшей себя платформы Nokia WD2, которая использовалась в смартфонах 3650, 3300, 3230, 6600 и.т.д. Многие годы смартфоны Nokia работали на базе чипсетов OMAP, в случае WD2 это скорее всего (не точно, есть вероятность что UPP собственной разработки — как и в случае с S40) были специализированные версии OMAP с «перевернутыми» регистрами для предотвращения портирования Linux на устройства Nokia, поскольку OMAP были доступны рядовым энтузиастам.
Характеристики N-Gage были следующими:
Процессор: ARMv4 ядро на частоте 104МГц, что было стандартом для многих телефонов в те годы (например Siemens на платформе S-Gold работали на той же частоте, а E-Gold — вдвое меньшей). Скорее всего, процессор собственной разработки Nokia.
Память: 16Мб SDRAM ОЗУ и 16Мб ПЗУ, раздельно. Иногда флэш-память изнашивалась и в СЦ её нередко меняли. Мои читатели, которые в нулевых работали в СЦ наверняка вспомнят о "бутербродах" на некоторых телефонах :)
Дисплей: 2.1" матрица с разрешением 176x208 и глубиной цвета 12-бит (4096 цветов), выполненная по технологии CSTN (хотя возможно и TN). Для тех лет, диагональ дисплея и его разрешение были оптимальными, круче были только коммуникаторы с 2.4" дисплеями 240x320. Фактически все (или почти все) смартфоны Nokia на Symbian тех лет использовали одну и ту же матрицу, с чуть разной длинной шлейфа (просто где-то её переворачивали вверх-тормашками, как на N70).
ОС: Symbian 6.1
Аудиовыход: 2.5мм джек (моно)
Как видите, ни о каком GPU и речи не шло. Вся отрисовка полагалась исключительно на процессор и результат того, что даже такие крутые 3D-игры как Tony Hawks и Tomb Raider идут на N-Gage — заслуга программистов, которые оптимизировали свои рендереры для работы на 104МГц ядре! А ведь некоторые телефоны тех лет (например, Motorola) использовали отдельные 2D GPU для ускорения отрисовки интерфейса и работы с камерой — ATI Imageon! Благодаря тому, что девайс строился на смартфонной платформе, на нем можно было не только играть, но и слушать музыку, а также смотреть видео и серфить интернет. Весьма и весьма для тех лет!
Даже спустя несколько лет после выхода телефон N-Gage, сам бренд и платформа N-Gage Arena продолжила существование на флагманских смартфонах Symbian, которые уже не имели такой игровой дизайн. Одним из N-Gage 2.0 девайсов была легендарная Nokia N95, которая в плане игровой направленности была гораздо круче, поскольку в устройстве использовался GPU PowerVR MBX Lite. Да, точно такой же, как и в iPhone 2G!
❯ Как он ко мне попал?
Конечно же, рано или поздно я и сам хотел обзавестись собственной N-Gage, с чем мне помог мой читатель, причём всё как я люблю: девайс был полурабочим и требовал некоторого ремонта. Более года назад мне написал подписчик на DTF с никнеймом «Improved white bonkle» и предложил заслать N-Gage QD и ещё одну плату под ремонт с некоторыми аппаратными проблемами: первая плата висела на белом экране, а вторая просто висела на логотипе Nokia без подсветки экрана. Помимо N-Gage, читатель положил «толстую» зарядку и флэшку на 1Гб, за что ему огромное спасибо.
Читатель рассказывал, что девайс он покупал у некого коллекционера «гаг» в России и довольно много играл на ней в эксклюзивные игры для данной платформы. После поломки устройства, девайс лежал у него какое-то время, пока он не заметил мои статьи и не решил заслать устройство под ремонт в хорошие руки. :) Ну что-ж, давайте оживим девайс!
❯ Ремонтируем устройство
Я не зря отметил то, что девайс подарили мне более года назад. Мне удалось сразу продиагностировать N-Gage и обнаружить неисправности, однако фактически отремонтировать устройство у меня не вышло: в то время я откровенно «бомжевал» и у меня даже более-менее адекватной паяльной станции не было. Дабы было понятно: тогда я перепаял коннектор АКБ, сейчас я восстановил BTEMP. На данный момент мне материально активно помогаете вы, мои читатели, поэтому за год я смог обустроить небольшое рабочее место, пригодное для проведения большинства ремонтных работ.
Разбирается девайс очень просто, как и большинство телефонов Nokia тех лет: снимается передняя часть корпуса (панелька), откручиваются винты, снимается пластиковая часть с клавиатурой, дисплей и затем плата из задней части корпуса. Кстати, панельки очень часто любили менять для придания свежего вида устройству: эдакие скины тех лет. :)
Обратите внимание на то, что некоторые детские болячки пользователь и сам мог отремонтировать. Не работает разъём ЗУ, наушники, вибромотор или динамик? Пошёл, купил за 10 рублей на ближайшем радиорынке и сам поменял! Вот уж настоящий right to repair. :)
Визуально осмотрев плату, я пришёл к выводу, что плата скорее всего не копанная китайцами: компаунд UPP'а (процессор) и Mjoelner (радиотракт) был не тронут, флэша с виду тоже в норме, все элементы стояли ровно. Однако около коннектора аккумулятора, я обнаружил следы канифоли: кто-то явно вручную перепаивал коннектор АКБ. Спросив у читателя, я получил утвердительный ответ: он действительно пытался перепаять коннектор аккумулятора с помощью советского паяльника.
Но почему же тогда устройство виснет на заставке Nokia без подсветки? Давайте взглянем на схему:
У коннектора АКБ три контакта: плюс питания, масса и BSI, который уходит напрямую в UEM (контроллер питания). Смартфоны Nokia на платформе WD2 были очень капризны к сопротивлению на BSI и UEM отказывался давать разрешение на старт при установке несовместимого аккумулятора. Казалось бы, BL-4C, BL-5C и BL-5CB по размерам почти одинаковые, но имеют разное сопротивление на BSI.
Однако даже при установке совместимого АКБ, устройство отказывалось включаться. Вывод простой: линия BSI находится в обрыве. Первым делом я сдул коннектор АКБ, перепаял его и девайс наконец-то нормально включился… ненадолго. Произошло падение в «белый экран», как и вторая плата. Причиной этому стала «стекляшка» рядом — токовый датчик LM3820: вероятно, в ходе ремонта коннектора, читатель умудрился неравномерно поплавить шары под стекляхой, из-за чего контакт нарушился. Стекляха среагировала на прогрев с флюсом и девайс снова включился…
Коннектор АКБ уже был, в скажем так, не идеальном состоянии, поэтому для точного исключения влияния коннектора я залудил контакты. Я люблю, когда платы не уколхожены, а весь ремонт близок к заводскому - поэтому коннектор "за кадром" будет заменен на норм.
Но не заряжался. :( При попытке зарядить девайс, система показывала сообщение «не заряжается» и потребление падало в ноль. Ремонт я проводил ещё тогда, когда у меня и станции нормальной не было, из-за чего я умудрился сколоть NTC-термистор прямо под коннектором аккумулятора (обычно он расположен либо с обратной стороны коннектора АКБ, либо с обратной стороны платы), прямо с пятачками.
Я знаю, что иногда меня читают опытные мастера с многолетним опытом, которые уже тянутся написать «Рукожоп! Мы в нулевых в ещё более тяжелых условиях умудрялись мобилки ремонтировать, а ты вон люкей себе не смог купить!». Но я лично считаю, что если косяк нормально исправлен, даже через год — то это не косяк. :) Поэтому лезем в схему и смотрим, куда у нас уходит BTEMP:
BTEMP идёт в UEM через обвязку в виде конденсатора C230, который расположен с обратной стороны платы, около КП. Найти его можно в Component finder'e, который можно найти в самом конце почти любой схемы на телефоны Nokia:
Подпаиваемся, включаем и девайс и… всё снова работает, в том числе и зарядка. :) На этом ремонт устройства закончен.
Отдельное слово хотелось бы сказать о дисплеях: для N-Gage обычно их принято считать достаточно редкими. Однако есть нюанс: практически все смартфоны Nokia на платформе WD2 (и пару на BB5 — например, N70) использовали одну и ту же матрицу с параллельным интерфейсом. Различия были лишь в форме шлейфа. В N70, например, этот дисплей ставился «перевернутым», однако длины шлейфа не хватало для того, чтобы поставить дисплей в N-Gage. Тем не менее, теоретически можно попробовать поставить куда менее редкий дисплей от 6630.
В процессе подготовки материала и изучения схемы, я вывел небольшой мануал по базовой диагностике N-Gage и любого телефона Nokia на платформе WD2:
Белый экран, есть звук включения и реакция кнопок. Чаще всего виноват EMIF-фильтр COM01F2: хрупкая «стекляха», которая повреждается при попадании влаги или падении устройства. Реже — обрыв сигнальных линий дисплея до коннектора дисплея, а то и отвал омапа.
Белый экран, ноль реакции: из-за бага в первых версиях прошивки, при полном заполнении внутренней памяти девайс виснул на белом экране. Реже — проблемы с питанием на OMAP, отвал процессора. Из-за попадания воды может пострадать токовый датчик.
Нет подсветки, лого Nokia: обрыв BSI или неподходящий аккумулятор.
Нет реакции на кнопку включения: замерить напряжение на входе кнопки включения (должно быть близко к VBAT), дальше смотреть в сторону UEM и его обвязки. На некоторых смартфонах Nokia (уже чуть более поздней платформы — например N70) кнопка включения идёт через EMIF-фильтр вместе с клавиатурой, из-за чего убитая стекляха может стать причиной отсутствия напряжения на PWRON.
Нет подсветки, есть изображение: проверить напряжение на C130 — если там есть 13.3В, значит бустер работает нормально. Если напряжение более 13В, то нет фидбека (т. е. катода с подсветки на самом дисплее), необходимо проверить обрыв на коннекторе дисплея. Проверить драйвер подсветки D130, при необходимости заменить (подходит с многих Nokia тех лет, иногда кустарно заменяют на драйверы подсветки с других телефонов).
❯ Знакомимся с девайсом поближе
Как я уже говорил выше, читатель задарил мне ещё и флэшку, на которой было установлено куча игр: как портов игр с других платформ, так и нативных «дампов» с картриджей, а также эмуляторов. Было ли во что поиграть на N-Gage? Давайте узнаем:
Именно на платформу N-Gage вышло не так уж и много игр: всего около 50. Однако среди них всё равно найдется во что поиграть: многие известные издатели решили рискнуть и разработать игры по собственным вселенным для N-Gage. В каких-то случаях это были порты с других платформ (например, Asphalt 2 с PSP, хотя это не совсем верно, поскольку Asphalt изначально мобильная игра), в каких-то уникальные игры, дополняющие ЛОР той или иной вселенной (например, TES Travellers). Не забываем про игры для обычных Symbian-смартфонов, порты и J2ME игры: таким образом, библиотека получается весьма и весьма обширной!
Ну и не стоит забывать и о эмуляторах! С играми для NES и SMD, игровой потенциал N-Gage увеличивается в разы. Ещё бы дисплей был чуть-чуть побольше и хотя-бы классический TN, а не немного блеклый CSTN и было бы вообще идеально.
Помимо игр, на многих Symbian-смартфонах стояли некоторые приложения, которые были must-have для тех лет: например, файловый менеджер X-Plore с диспетчером задач, а также сторонний плеер LCG JukeBox (нормальный плеер с плейлистами появился только в Symbian 8). Иногда диспетчер задач не спасал и девайс приходилось перезагружать.
Давайте же глянем на игры подробнее. Как я уже говорил ранее, все 3D-игры были софтварными: т. е. вся трансформация, обработка освещения и растеризация треугольников с текстурированием и перспективной коррекцией (если была) происходила исключительно на ЦПУ. Поскольку FPU в процессоре не было, использовались fixed-point числа.
Переходим к гоночкам. Тут у нас аж две части Asphalt, ещё тогда, когда серия не стала донатным «фритуплеем». Asphalt 2 весьма занимательная игра с оптимальной производительностью, кое-где конечно бывают просадки, но в целом более чем играбельно. Как это игралось в нулевых? Сравните скриншоты с j2me-версией, которая напоминает гоночные 2.5D игры с SMD и NES (при этом, в ней есть 3D-элементы и игра использует M3G) и версию для Symbian/PSP/NDS, думаю тут всё итак будет понятно:
Однако большинство читателей наверняка интересуют игры в известных вселенных. Взять, например, полноценный порт первой Tomb Raider. Насколько я понимаю, оригинальная TR славилась тем, что изначально разрабатывалась с расчетом на легкое портирование между разными платформами (да чего уж там говорить, игру отреверсили и переписали с нуля как минимум два раза!). Первый Pentium неплохо тянул TR в софтваре, а N-Gage справляется явно не хуже:
Не забываем и про 2D! В некоторых телефонах Motorola, Siemens и Samsung использовались внешние 2D видеоускорители ATI Imageon. В их задачи входила обработка изображения с камеры, функции контроллера дисплея, а также аппаратное ускорение некоторых 2D-операцией: блиттинг, отрисовка линий, прямоугольников и возможно ещё каких-то примитивов. Однако N-Gage, даже без помощи аппаратного блиттинга был способен выдавать приемлемый FPS и уровень графики в 2D играх. Например, в Sonic, где у нас есть параллаксовые фоны с покадровой анимацией:
Ну и нельзя не вспомнить про уникальную игру на N-Gage: TES Travels Shadowkey, которая была разработана специально для N-Gage и поиграть в неё можно только на оригинальном N-Gage, пропатченном Symbian-девайсе или EKA2L1. Вообще, это полноценная RPG от первого лица, расширяющая лор игры в Хаммерфелле и как минимум из-за этого она достойна к ознакомлению. Игра стилистически заметно напоминает Morrowind, графика близка по уровню к PS2. FPS, конечно, колеблется в районе 10, из-за чего игру можно считать пошаговой… но тем не менее, полноценная FPS RPG на мобилках — это многого стоит!
Есть также примеры отличной графики и… очень низкой производительности. Если в TES ещё можно попробовать поиграть в пошаговой манере, то как насчет шутера от первого лица в 5-6 кадров? Речь, конечно же, о Call of Duty. Игра получилась очень красочной (с трушными полигональными ландшафтами и кучей пропов), но крайне медленно работало на желез N-Gage.
❯ А как насчёт хоумбрю?
С разработкой своих приложений под N-Gage дела обстоят сложно. С одной стороны, в Symbian 6.1 ещё не было сертификатов, необходимости делать джейлбрейк и менять дату в устройстве. С другой стороны, для разработки под N-Gage требуется установка оригинального SDK для S60: приложения скомпилированные с помощью более свежих версий SDK работать не будут! Ни о каком Qt и речи не идёт и даже Carbide окажется слишком свежим для нашего устройства. Оригинальный SDK можно скачать здесь.
Кроме того, SDK использует весьма своеобразную систему сборки, написанную на Perl, которая поддерживает только древнюю версию ActiveState Perl 5.6.1 аж от 2001 года и не работает на Windows 7/8/10! С отладкой на реальном устройстве тоже возникнут проблемы: для этого необходим относительно редкий FBus-кабель (который устанавливается вместо аккумулятора и подключается к ПК через RS232-преобразователь), либо использование программатора а-ля UFS HWK. Хотите отлаживать игру на ПК? Тут есть симулятор, прямо как при разработке под iOS: однако этих симуляторов целых два (для Visual C++ 98 и CodeWarrior) и с каждым возникают проблемы при сборке (то линкер крашнется, то разработчики забудут положить часть реализации системных либ для разных симуляторов в разные версии SDK). Хотите разрабатывать игры? С симулятором об этом можно забыть — отрисовка слишком медленная. Готовьтесь писать кроссплатформенный рантайм, который под Windows будет использовать GDI, а под Symbian нативное API для графики! Программа крашнулась на реальном устройстве и инструментов для отладки у вас нет? Ничего подробнее «приложение остановлено» вы не получите!
Ну а вишенкой на торте станет весьма своеобразный сабсет C++, который используется для написания приложений. Сама система полностью построена по принципам ООП, однако ради уменьшения размера выходного кода была полностью убрана поддержка исключений: предполагается, что программист будет вручную помещать объекты на стек (для Stack unwinding'а), полностью убран RAII как концепция с введением NewL и ConstructL, где L — означает Leave (т.е исключение может выбросить только функция-фабрика, а не фактический конструктор) и кодов ошибок, а также полное отсутствие поддержки глобальных переменных (но есть частичная поддержка констант — из преинициализированных данных, судя по всему, поддерживаются только строковые литералы). Да, никакого .data и .bss, что серьёзно усложняет портирование существующих приложений под Symbian. Спасибо что есть пакет для совместимости с POSIX и реализовали часть stdlib.
Почему нет глобальных переменных?
Приложения в Symbian — это, по сути, dll-библиотеки, с которыми общается UI-фреймворк. Ради сохранения памяти, в Symbian решили сделать все загружаемые библиотеки доступными для любых процессов в системе. Поэтому Symbian и не позволяет библиотекам иметь собственную статическую память, зато можно свободно использовать динамический аллокатор. У exe таких ограничений нет, однако там свои сложности при взаимодействии с системным API. Тем не менее, с Quake поступили своеобразным грязным хаком: Приложение в меню лишь «значок», который фактически запускает соответствующий exe-файл на флэшке!
Дело улучшает кастомный SDK для хоумбрю от энтузиаста из Германии. Он портировал SDL2, Lua и адаптировал тулчейн для работы в современных системах. Но лично для меня это не трушно — нужно использовать оригинальный SDK. :)
В целом — это одно из объяснений того, почему N-Gage стала относительно провальной как платформа для игр. Конечно в своё время был жив форум разработчиков Nokia, где были как официальные сэмплы от Nokia, так и мануалы от других разработчиков, однако базовые косяки при проектировании архитектуры платформы портили всю малину. Чего уж стоит обратная совместимость: для быстрой отрисовки графики предполагалось рисовать картинку в обход графического сервера, напрямую получая указатель на фреймбуфер. В начале фреймбуфера лежала структура с описанием разных пиксельформатов, которые были отнюдь нестандартными: 12-битный, 16-битный, 18-битный. Из-за этого, игры для старых версий Symbian могли давать артефакты на 9.x, например.
Написание полноценной, пусть и небольшой игры — материал для отдельной статьи. Есть идея написать кроссплатформенную игрушку, которая работала под разными платформами кнопочных девайсов: от Motorola ROKR на Linux и китайских клонах Nokia (E71 все помнят?), до эльфов на Siemens'ах и Motorola E398. Таким образом, мы рассмотрим особенности разработки под каждую платформу (например, на моторах был 2D-ускоритель ATI Imageon).
❯ Заключение
Вот таким был легендарный N-Gage. Девайс, конечно, действительно весьма своеобразный. С одной стороны это гениальное решение: взять смартфонную платформу и сделать на её базе игровую консоль. С другой стороны, с разработкой игр под N-Gage, или, например, прямыми функциями телефона были свои проблемы. Девайс получился немного сыроватым, но лично я считаю, что концепция имеет право на жизнь, но пока ни у кого не получилось сделать действительно массовый девайс. По моему мнению, нужно сохранить как можно больше N-Gage живыми. Сложно даже представить сколько потенциально оживляемых плат уехало в чермет…
А вам понравился N-Gage?
P. S.: Друзья! Время от времени я пишу пост о поиске различных китайских девайсов (подделок, реплик, закосов на айфоны, самсунги, сони, HTC и т. п.) для будущих статей. Однако очень часто читатели пишут «где ж ты был месяц назад, мешок таких выбросил!», поэтому я решил в заключение каждой статьи вставлять объявление о поиске девайсов для контента. Есть желание что-то выкинуть или отправить в чермет? Даже нерабочую «невключайку» или полурабочую? А может, у этих девайсов есть шанс на более интересное существование! Смотрите в соответствующем посте, что я делаю с китайскими подделками на айфоны, самсунги, макбуки и айпады!
Понравился материал?
Полезная информация относительно ремонта?
У вас был N-Gage?
Понравился материал? У меня есть канал в Телеге, куда я публикую бэкстейдж со статей, всякие мысли и советы касательно ремонта и программирования под различные девайсы, а также вовремя публикую ссылки на свои новые статьи. 1-2 поста в день, никакого мусора!
Материал подготовлен при поддержке TimeWeb Cloud. Подписывайтесь на меня и @Timeweb.Cloud, дабы не пропускать новые статьи каждую неделю!
Сколько логических микросхем понадобится для того, чтобы получить полноценный ИК пульт дистанционного управления? Наверняка вам даже в голову не приходил этот вопрос! А в моем воспаленном сознании однажды такой вопрос возник.
Если вам приходилось сталкиваться с моими предыдущими статьями, то вы уже имеете представление о моем специфическом увлечении схемотехникой. Но далеко не все мои идеи находят воплощение в железе, многое так и остается в виде черновиков на виртуальных моделях. Так случилось и с этой схемой, но она кажется мне достаточно интересной, чтобы поделиться ей с вами.
Если вы тоже считаете, что немного схемотехники после новогодних праздников вам не повредит, тогда добро пожаловать под кат.
Одному моему товарищу из Ярославля необходимо было разработать задание для конкурса по электронике. Формат конкурса удивительным образом совпал с форматом моего увлечения. Поэтому товарищ и обратился ко мне.
Конкурс проводился для студентов колледжа, и мне хотелось предложить что-то «умное», а не очередную «свистелку-мигалку» на жесткой логике. И тут в моем архиве попалась схема ИК пульта дистанционного управления в формате RC-5. Почему бы и нет? Тут и модуляция есть, и кодирование и схемотехника занятная. Решено! Я предварительно согласовал идею с товарищем и приступил к проработке.
❯ Формат RC-5
Сам по себе протокол RC-5 стар как этот мир и является хорошим примером функционального минимализма в схемотехнике. Разрабатывался он в те времена, когда инженерам приходилось экономить вычислительные ресурсы в своих схемах. Это сегодня можно взять какую-нибудь Arduino и сделать на ней любой протокол управления без особых хлопот. Наверное, поэтому в современных статья по протоколу RC-5 опускаются некоторые важные моменты.
Протокол RC-5 использует бифазное модулирование, которое в зарубежной литературе именуется кодом «Манчестер». Его основным преимуществом является самосинхронизация. То есть двоичный код можно передавать по одному каналу связи без дополнительного канала синхронизации.
Все биты передаются за одинаковое время 1.778мс. Для передачи логического ноля первую половину периода передается высокий уровень, а вторую — низкий. Для передачи единицы — наоборот.
Такой код получается очень просто путем кодирования данных тактовым сигналом с заполнением 50% с помощью функции «исключающего или». Тактовый сигнал должен иметь высокий уровень первую половину периода, и низкий уровень — во второй. Если вспомнить, как работает логическая функция XOR, то все сразу станет понятно.
К слову, время передачи одного бита данных 1.778мс выбрано не случайно. Для исключения влияния фонового ИК излучения, например от ламп дневного освещения, сигнал пульта модулируется на частоте 36кГц. Таким образом за один период передачи данных помещается ровно 64 заполняющих импульса. Опорная частота обычно имеет скважность 3 или 4, так сигнал потом проще фильтровать.
Сама посылка в формате RC-5 включает в себя 14 бит. Чуть позже мы увидим, что это тоже очень удобно с точки зрения схемотехники. Общее время передачи одной посылки составляет 24,9мс.
В начале посылки всегда передается два стартовых бита, имеющих значение логической «1». При Манчестерском кодировании нам необходимо знать значение первого бита, иначе все последующие могут быть интерпретированы неверно. Также это позволяет синхронизироваться приемникам.
Третий бит триггер (бит управления) меняет своё состояние при каждом следующем нажатии кнопки. Если кнопка удерживается, то посылка должна повторяться каждые 114 мс, а бит — триггер при этом не меняется. Таким образом определяется различие между нажатием одной кнопки несколько раз и ее удерживанием.
Пять битов адреса системы S4 — S0 управления позволяют выбрать одно из 32-х стандартных устройств (телевизор, видеопроигрыватель, CD-плеер и так далее), для которого адресуется команда C5 — C0. Команды были тоже стандартизированы разработчиком протокола — компанией Филипс.
Когда-то это позволяло различать пульты управления для разных устройств. Но потом Китайцы, как всегда, все поломали, в их сверх массовых устройствах частенько коды использовались так, как это было удобно китайским инженерам. Вот сейчас и случается так, что на пульте от люстры появляется секретная кнопка, которая добавляет громкости телевизору и одновременно включает кухонную вытяжку на первой скорости.
❯ Структурная схема пульта
У меня получилась следующая структурная схема пульта управления. Вспоминая, что это задание для конкурса, количество элементов схемы и площадь печатной платы имеют ограничение, функциональность пульта пришлось ограничить десятью кнопками. Функция повторной отправки команды при удержании кнопки тоже не реализована. Но все это достаточно просто можно добавить при необходимости.
На схеме я добавил наименования микросхем, которые используются в каждом конкретном блоке.
Клавиатура и приоритетный шифратор
Обработка командных кнопок реализована с помощью приоритетного шифратора CD4532. Для добавления еще двух кнопок я использовал три вентиля ИЛИ 74НС32. Можно было бы использовать два шифратора включенных последовательно, но один вентиль ИЛИ понадобился в другом блоке схемы, так получилось сократить количество корпусов.
Кнопки обязательно следует подтянуть на землю резисторами, чтобы входы шифратора не болтались в воздухе. В зависимости от качества кнопок, параллельно каждой можно поставить по конденсатору на 0,1мкФ.
Вывод 14 GS микросхемы U6 позволяет определить момент нажатия кнопки, дифференциальная цепочка С7-R9 выступает в роли детектора фронта и формирует короткий импульс запуска схемы write. На выходах d0-d3 формируется двоичный код нажатой кнопки.
Формирователь сообщения
Код нажатой кнопки передается на схему формирования сообщения. Эта схема построена на основе двух сдвиговых регистров 74НС165. Я думаю, что тут все должно быть понятно, RC-5 это же последовательный протокол, вот и регистры использованы параллельно-последовательные.
Один вентиль XOR используется в качестве инвертора, это тоже сделано с целью сокращения количества корпусов логических микросхем, чтобы еще дополнительный корпус не ставить с вентилями НЕ.
Через инвертор сигнал write защелкивает входы сдвигового регистра, чтобы последовательно были переданы данные, установившиеся на входе регистра на момент нажатия кнопки.
Входы D0-D4 сдвигового регистра U1 посажены на землю и формируют нулевой адрес устройства, при необходимости эти линии можно переключить между землей и плюсом питания так, как вам будет удобно. По классификации от Филипс 0h это адрес для телевизоров, кнопками можно будет клацать TV-программы.
Бит-переключатель
Бит управления trig формируется триггером U3:B, включенным по схеме ждущего мультивибратора с увеличенной крутизной фронта. Короткий импульс write со схемы обработки клавиатуры переключает выход триггера на противоположенное значение. Благодаря этому в посылке можно различать отдельные нажатия на кнопки пульта.
Отправка сообщений и тактирование
Также сигнал write переключает выходы второго вентиля триггера U3:A, что активирует работу схемы формирования сообщения на основе счетчика 74HC393.
Задача этой схемы заключается в том, чтобы подать на сдвиговые регистры 14 тактовых импульсов и выдать все 14 бит данных.
Триггер U3:A удерживает счетчик U2:A в состоянии сброса, пока не придёт сигнал write. Благодаря схеме монтажного ИЛИ на диодах D3-D6, счетчик будет вести счет до тех пор, пока хотя бы на одном из его выходов Q0-Q3 будет присутствовать низкий уровень.
По фронту 15-ого тактового импульса все выходы счетчика установятся в высокий уровень, через вентиль ИЛИ U4:A на вход триггера поступит импульс переключения, и работа схемы завершится. То есть пятнадцатый импульс от тактового генератора на сдвиговый регистр не поступит, схема пропустит ровно 14 тактовых импульсов с выхода генератора U8 на NE555, во время которых выходной сигнал схемы формирования сообщения transfer будет в активном уровне.
Бифазный модулятор
Думаю, что объяснять работу модулятора в манчестерский код подробно не нужно. Это должно быть понятно из предыдущего текста.
Заполнение сформированного сообщения частотой 36кГц выполняет генератор U9 на таймере NE555. Современные ИК-приемники часто строятся на модулях типа TSOP, которые на выходе сразу дают низкочастотный сигнал, и поэтому они не так критичны к количеству импульсов заполнения.
Светодиод D7 должен быть инфракрасным с длинной волны 940нм, это самый распространенный диапазон для ИК управления. Если длинна волны светодиода будет отличаться, дальность приема может сильно сократиться.
Немного о питании схемы
Питание схемы можно осуществлять от трех, а лучше четырех последовательно включенных батареек типа ААА. Либо использовать две батарейки с повышающим стабилизатором на 5В. Наличие стабилизатора предпочтительнее, это позволит выжать из батареек максимальную емкость.
❯ Итоги проектирования
Предварительная компоновка схемы на печатную плату показала ее жизнеспособность. Для реализации схемы ИК-пульта в формате RC-5 мне понадобилось всего девять корпусов типа SOIC, два из которых имеют по 8 выводов. Все эти компоненты вполне помещаются в формате классического пульта управления для телевизора.
Вопрос остается только к энергопотреблению схемы. Жрать батарейки конечно же она будет прилично, не сравнить со специализированными микросхемами, которые переходят в сон между нажатиями кнопок.
До воплощения этой схемы в железо так и не дошло, хотя было бы интересно ее спаять. По итогу проектирования схемы, мы с товарищем пришли к другой концепции задания для конкурса. Но из этой схемы получилась хорошая головоломка для дополнительной тренировки студентов на понимание цифровой схемотехники.
Появление Rabbit R1 AI Assistant кажется важной вехой в области технологий. Этот компактный персональный помощник с голосовым управлением - результат стремления генерального директора Rabbit Джесси Лю вернуть простоту использования телефона. Лю утверждает, что карманное устройство с искусственным интеллектом Rabbit уже полностью распродано - было приобретено 10 000 единиц.
Что представляет собой ИИ-помощник Rabbit R1?
Представленный на выставке CES 2024, Rabbit R1 - это портативный ИИ-помощник стоимостью 200 долларов(~17592 p) с 2,88-дюймовым сенсорным экраном. Устройство, разработанное совместно с Teenage Engineering, напоминает рацию своим квадратным дизайном и ярким оранжевым цветом, что придает ему ретро-стиль. В нем есть такие функции, как камера, колесо управления, динамики и микрофоны. Кроме того, он оснащен 4 ГБ оперативной памяти, накопителем на 128 ГБ и работает на процессоре MediaTek с частотой 2,3 ГГц.
Она реагирует на голосовые команды и способна выполнять такие действия, как заказ поездок, управление домашними делами и ответы на вопросы.
Хотя это не сильно отличается от того, что мы уже делаем со своими смартфонами, цель, по словам Лю, состоит в том, чтобы предложить более целенаправленный и менее навязчивый цифровой опыт. Кроме того, в специальном режиме обучения вы можете научить R1 взаимодействовать с определенными командами, и он будет делать это и в дальнейшем.
Почему он так популярен?
Отчасти стремительная и внезапная популярность R1 объясняется тем, что в теории она призвана кардинально изменить взаимодействие человека с технологиями.
Одной из главных тем выставки CES 2024 был Интернет вещей (IoT), и многие компании сосредоточились на интеграции с существующими операционными системами, такими как iOS или Android. Каждый стартап и крупная компания хотят, чтобы ваш телефон был подключен к множеству технологий в вашем доме, поэтому ностальгическая простота R1 мгновенно привлекла внимание.
Сегодня снова понедельник, а значит новый экспонат в виртуальном музее. Но этот понедельник необычный - экспонат прислан виртуально товарищем по увлечениям - Бородатым инженером (ссылки добавлю в конце статьи). Собственно эту зверюшку Бородатый Инженер приводил в чувство на стриме.
Предоставляю ему слово:
ЛОРТА 16ТЦ-605Д - Телевизор шестого поколения, переносной, малогабаритный, укомплектован пультом дистанционного управления и выносным блоком питания. Обеспечивает работу от автономного источника напряжения 11,5-30 В. Габаритные размеры . 285 х 192 х 175 мм. Масса телевизора . 4 кг. Выпускался Львовским заводом Лорта по программе конверсии, благодаря чему получил в наследство от специзделий кинескоп 16ЛК1Ц с небывалой для телевизоров такого размера разрешающей способностью в 400 ТВЛ. Есть основания полагать, что в кабине Бурана стояли приборы именно с такими кинескопами. При этом по всему видно, что телевизор уже был результатом агонии: схема упрощена до максимума, на плате жуткая солянка из советских и привозных компонентов, корпус склеен из чего-то хрупкого, похожего на бакелит и сверху покрашен. Выпущено их было немного - ровно столько, сколько оставалось на складе советских кинескопов. Судя потому, что они таки ещё попадаются на аукционах во Львове в коробочном состоянии, можно сделать вывод, что ими сотрудникам завода иной раз выдавали зарплату.
В предыдущем ретропонедельнике №130 был Осциллограф С1-68 также производства ПО ЛОРТА. В Ретропонедельнике №81 про советские микроволновые печи также были микроволновки производившаяся на ПО Лорта. - СП-10 и СП-11.
Есть лог обмена управляющего ПО и исполнительного устройства. Надо найти алгоритм вычисления контрольки.
AA 03 00 00 01 9C FD запрос
AA 04 00 00 01 E8 FC ответ
AA 03 00 00 03 5D FC запрос
AA 04 00 00 03 29 7D ответ
Я посчитал CRC8, не подходит. Сложил все цифры по модулю FF, поксорил все цифры, ничего не совпадает.
Вариант одной и той же команды с явным параметром:
aa 03 01 00 08 10 e1 5b передаю 16dec
aa 03 01 00 08 20 f5 5b передаю 32dec
aa 03 01 00 08 1e 25 da передаю 30dec
AA есть во всех пакетах, допускаю, что это синхра, как в CAN, LIN. 03 скорее всего код, что это команда. Три числа дальше скорее всего тоже данные, они не меняются. Далее передаваемый параметр, и за ними два числа скорее всего чексумма. Не могу придумать ни одного алгоритма. Даже CHAT-GPT спросил, он завис)))
