エミュレータ作成！インテル8080でスペースインベーダーを楽しもう

目次： 第1章：ゲームへの情熱：私のゲームの経験の始まり 第2章：エミュレータについての興味：古典的なゲームを再び体験するための欲求 第3章：エミュレータの作成への興味：コンピュータの内部構造の理解 第4章：エミュレーションの重要性：ゲームの保全と熱烈なファンによる再創造 第5章：エミュレータの挑戦：Nintendo Entertainment System（NES）の複雑さ 第6章：スペースインベーダー：ゲームとハードウェアの歴史 第7章：インテル8080マイクロプロセッサ：実際のゲームを動かすためのハードウェア 第8章：メモリとデータ：情報の保存場所 第9章：CPUレジスタ：計算とデータの一時的な格納場所 第10章：コンピュータ命令：ゲームのプロセスと制御 第11章：割り込みと入出力：ユーザーや環境との相互作用 第12章：エミュレータの実装：コードの解説とデバッグのヒント

第1章：ゲームへの情熱：私のゲームの経験の始まり 😃

ゲームは私の人生の中で特別な場所を占めています。私は子供の頃、オリジナルのニンテンドーやスーパーニンテンドーのゲームをたくさんプレイしました。これらの経験は私の自然な好奇心と探求心に訴え、単純なピクセルやスプライトのタイルで作られた完全な世界を発見することを可能にしました。これらの世界は冒険をもたらし、一行ずつ書かれたストーリーで、ヒューミングガラスチューブの蛍光面に描かれていました。しかし、その電子機器がどのように機能し、ボタンを押すことをキャラクターの移動や遠くに火を投げる呪文に変えるのかについて、私は考え始めました。

第2章：エミュレータについての興味：古典的なゲームを再び体験するための欲求 😃

ある日、私は兄がキーボードとコンピュータでリトルネモをプレイしているのを見ました。これまで見慣れていた小さな長方形の箱につながっている代わりに、グロテスクで血まみれの手のカーソルと鮮やかな青いメニューが表示されました。彼は素早くゲームを変更し、スケートオアダイに入れ込んでいました。これが私の最初のエミュレータへの紹介でした。

最近、このような好奇心を取り戻し、自分でエミュレータを作成する方法を知ることにしました。それは私にとって、子供の頃にプレイしていたゲームのいくつかの理解を深めるだけでなく、CPUやコンピュータの仕組み、アセンブリやマシンコードのより深い仕組みについても強固な概念理解を持つことができるということにもつながるからです。

最近、私はまた、これらのゲームの歴史の保存にも興味を持っています。多くのマイナータイトルが現代のシステムで再リリースされず、電気メディアが劣化する中で徐々に朽ちていく宿命にあるようです。エミュレーションは、これらのゲームの再生産と保存に新たな命を与え、ファンが一部のタイトルを改変して再発明することを可能にします。時間の中で失われる可能性があるタイトルを救い、オリジナルを保護することができるのです。

このトピックは、ソフトウェアの海賊行為の議論と密接に絡み合う議論となるが、私の意見では、誤って結びつけられています。それはこのプロジェクトに取り組んでいる最中に思い浮かびました。

Nintendo Entertainment System（NES）は、どこから始めればよいエミュレータの対象としては最適なシステムの一つです。なぜなら、それは非常にクラシックなシステムであり、単純なはずだからです。しかし、実際にはそれほど簡単ではありません。NESのリファレンスを読むと、ハードウェアの説明やゲーム固有のメモリマッパーなど、多くの独自のハードウェア記述や非常に正確なタイミングが明らかになります。代わりに、スペースインベーダーについて話しましょう。

第3章：エミュレータの作成への興味：コンピュータの内部構造の理解 😃

スペースインベーダーは、元々1978年にアーケードキャビネット向けにリリースされました。後の家庭用ゲーム機に比べると私にとっては懐かしさは少ないですが、ハードウェアの使用方法やゲーム業界や電子工学全体への影響に関しては非常に興味深いものがあります。

そのクリエイターである西角友宏氏は、ブロック崩し、スターウォーズ、宇宙戦争などの他のゲームやメディアに触発されました。彼は敵のデザインを考える際に、宇宙テーマに惹かれ、最終的には敵キャラクターとしてのエイリアンに落ち着いたのです。ゲームのパブリッシャーであるタイトーは、敵の人間を撃つというアイデアを不道徳だと考えたためです。

ゲームのハードウェアは、インテル8080に基づいて構築されました。これはインテルが開発した2番目の8ビットマイクロプロセッサであり、1972年に開発が開始され、1974年には最初の商用利用可能な8ビットマイクロプロセッサであるインテル8008の後継としてリリースされました。8008は、最初の商業生産型マイクロプロセッサであり、この2つのマイクロプロセッサは、コンピューティング業界を革命化し、コンピュータの組み立て方を再定義しました。従来の垂直統合構造ではなく、モジュールで構築することを求めることで、産業を押し進めました。

西角氏のスペースインベーダーは、このシフトの典型的な例です。彼はゲームだけでなく、8080を使用してそれを実行するためにカスタムのマイクロコンピュータも設計しました。彼は「ハードウェアのほうが開発するより簡単だった」と述べています。8080の遺産は、現代のデスクトップPCにも引き継がれており、そのプロセッサには一部の8080の遺伝子が内包されています。

標的のハードウェアを念頭に置いて、さて、どうやって始めるか。一般的に、回路を扱うときは、まずデータシートを探します。幸いにも、データシートはオンラインで入手できます。それは、新しいマイクロプロセッサの登録のための郵送申し込み書とともに、すべての詳細が網羅された250ページの本です。私たちは、必要なすべての動作ごとに関連する詳細を参照するためにこれを使用する必要があります。私が使用した他のリソースには、emulator101.comとcomputerarchology.comのスペースインベーダーのセクションがあります。

最後に必要なのは、実行するためのゲームのROMです。私たちは法的な問題がいくつかあることは認識していますが、私がこの段落を書いている間に気づいたように、それはタイトーの知的所有物であるためです。私は実際のところ、何を期待していたのかわかりませんでした。おそらく、パックマンとファイナルファンタジーのクロスオーバーとか。とにかく、私のコピーのゲームにはinvaders.h、g、f、eのファイルがあり、その順にコンピュータのメモリにロードされます。

これがROMのデータ内容を取得し、そのROMがどのようにプログラムを実行するのかを理解するための方法に関する法律の問題があるとは思いますが、この基本情報とリソースは、自分でエミュレータを作成するための手掛かりを提供してくれるはずです。少なくとも、それが興味深く、情報的であることを願っています。そしてもちろん、これがエミュレータ作製への興味を持つ方に役立つことを願っています。

データシート

emulator101.com

computerarchology.com - スペースインベーダー