專利名稱：可變換游戲節目的電視游戲卡的制作方法
技術領域：
本發明是一種可變換游戲節目的電視游戲卡，屬在電視屏幕上顯示的電視游戲機使用的游戲卡。
目前，家用電視游戲機正在我國迅速普及，在這種游戲機上玩不同的游戲是靠使用相應的游戲節目卡來實現的，現有的游戲卡其電路是由存貯器和存貯器讀寫譯碼等電路構成的，其程序和數據的載體為只讀存貯器，其游戲節目一旦由廠家制成，一般用戶是很難改變其中的內容的。
中國專利局公開了一種“磁帶節目卡電視游戲機”的技術，專利申請號90201208，公告號2061855U。其核心思想是采用盒式錄音磁帶作為游戲程序和數據的載體，利用計算機技術將各種游戲程序和數據錄制在普通盒式錄音磁帶上。使用時，由家用盒式錄音機將磁帶上的內容讀出，送至磁帶接口卡處理后，將程序和數據通過游戲卡插槽送入游戲機主機，這樣，玩不同的游戲節目只需使用不同的游戲磁帶即可。
但是，由于使用普通盒式錄音機和磁帶，必然要用到某種音調編碼法，使用這類音頻數據錄制方法時，數據傳輸的速率便不能太高，一般以2400bps為宜。這樣，輸入一個128KB的游戲節目至少需7分鐘，另外，輸入的程序和數據一旦有誤，就得重新重頭輸入，因此，整個系統存在著可靠性差，節目輸入時間過長，使用繁瑣的缺點。
本發明的目的，是設計一種可變換游戲節目的游戲卡，此卡是一種新型電視游戲程序和數據的存貯裝置，卡內所存貯的游戲節目可以由用戶自行改變用戶可以將自己在計算機上編制的電視游戲程序通過通信接口輸入到本卡中，然后在游戲機上使用，也可將其他游戲卡中的節目直接輸入到本卡中，以便用戶用計算機進行分析、修改。
為說明本發明的設計原理，現以適合于任天堂系列電視游戲機(以下簡稱游戲機)使用的可變換游戲節目的游戲卡為例如加以說明。
游戲機由主機，游戲卡及各種附件(如控制盒、鍵盤、光線槍)等構成。圖一是主機邏輯原理圖。圖一中，U1是8位單片機CPU，U2是視頻圖像處理器PPU，它在CPU的控制下工作，U3、U4是節目控制隨機存貯器，ROM和VROM分別是游戲卡內的游戲控制程序只讀存貯器和圖像數據只讀存貯器。游戲機加電復位后，CPU開始執行游戲卡內的ROM中的游戲控制程序，即從指定區域內提取指令及執行指令所需的操作數，經處理后，將處理結果存入RAM中的指定區域內，在電視掃描的回掃期間，CPU控制RAM和PPU，將RAM中的數據送入PPU的輸入口，同時CPU根據從游戲控制盒(或光線槍等)送到接口的信號，向PPU發出當前游戲畫面背景所處的地址和游戲畫面活動目標的數據，PPU將來自CPU的數據加工成地址信號，從游戲卡內的VROM中指定區域讀出圖形數據，再寫入VRAM內的指定區域內，在顯示期間，將VRAM中的整幅圖像讀至PPU的數據口，由PPU進行串-并轉換，配色和編碼，進行圖象刷新，同時，PPU還產生行、場同步信號，PPU輸出的復合視頻信號經緩沖后和由CPU產生的音頻信號一起送至射頻調制器。
由此可見，游戲卡實質上為一個存貯有游戲節目控制程序和圖像數據的存貯器卡，其存貯體多為掩膜ROM、PROM或EPROM，其程序和數據由廠家寫入后，一般用戶便很難隨意修改。
本發明的游戲卡與目前市售的游戲卡不同，用戶可將在計算機上編制的電視游戲程序通過通信接口輸入到本發明的游戲卡中，或將目前市售的游戲卡(以下簡稱原卡)中的內容裝入本發明的卡中，又可將本發明的游戲卡中的游戲節目調入計算機進行分析、修改。圖二是其原理框圖，主要由存貯器電路、復制電路、保持電路、邏輯控制電路、隔離電路、抗干擾電路以及通信接口電路等組成。
存貯器電路主要由存貯器構成，為使存入本發明的游戲卡中的程序和數據能夠方便地多次改寫，存貯器可選用隨機讀寫存貯器RAM、電改寫只讀存貯器EEPROM和磁泡存貯器，考慮到其單片容量與器件成本，本發明的存貯器選用隨機讀寫存貯器RAM，在小容量卡中使用靜態隨機讀寫存貯器SRAM，在中、大容量卡中使用集成動態隨機讀寫存貯器IRAM或動態隨機讀寫存貯器DRAM。
復制電路主要由地址發生器、容量予置電路、讀/寫控制電路、節目選擇電路、解密電路、聲光指示電路、時鐘電路等組成，若將原卡中的內容輸入到本發明的游戲卡中時，只需將本發明的游戲卡與原卡對接。此時，本發明的游戲卡中的游戲程序存貯器、圖像數據存貯器的數據總線(D0～D7，DB0～DB7)分別與原卡中對應的存貯器的數據總線相連，地址發生器在邏輯控制電路的控制下，根據容量預置和節目選擇的位置，給出原卡中的ROM及VROM的初始地址，同時，讀/寫控制電路給原卡中的ROM和VROM提供一系列讀時序，將ROM及VROM中的程序和數據讀出，待數據穩定后，地址發生器給出此數據在本發明的游戲卡中的存貯器欲存入的地址，同時，讀/寫控制電路提供一系列寫時序，將程序和數據寫入，循次循環，直至將原卡存貯器中的內容全部寫入本發明的游戲卡的存貯器中。
復制電路中的容量選擇電路用來確定原卡之容量，節目選擇電路是在輸入原卡(為合卡)中的某一節目時使用的，解密電路則用來解除原卡中的加密。
保持電路使程序和數據一經寫入本發明的游戲卡后，便能得以長期保存。由于存貯器使用的是隨機讀寫存貯器RAM，一經斷電后程序和數據便會消失，故使用后備電池來維持其中的信息，并使存貯器工作在微功耗保持狀態，禁止此時對存貯器進行讀寫操作，電池采用扣式鋰可充電電池，在本發明的游戲卡工作時對此電池進行浮充電，因此，電池可以不必經常取出更換;電源檢測電路時刻檢測著存貯器的工作電壓，用以判斷本發明的卡的使用狀態，從而確定是否允許對存貯器進行讀寫操作。
邏輯控制電路用來協調控制各部分電路的正常工作，并實現本發明的游戲卡從輸入節目到正常使用(指在游戲機上運行，下同)之間的轉換，其電路根據存貯容量可以是簡單的邏輯電路，也可以是由單片機構成的控制系統。
隔離電路用來防止當本發明的游戲卡在游戲機上正常使用時，對復制電路產生的不良影響。
由于信息是存貯在RAM中的，當電路遇到強干擾信號時，可能會改變RAM中的某些內容，抗干擾電路則用來防止此類事件的發生。
聲光指示電路用來告知用戶輸入節目是否結束，或是輸入節目時，原卡方向是否插反。
接口電路用來連接本發明的游戲卡和計算機，使本發明的游戲卡和計算機之間能按規定的協議進行通信，以便用戶能將用計算機編制的游戲軟件輸入到本發明的游戲卡中，或是將由原卡輸入到本發明的游戲卡中的游戲節目送至計算機進行分析修改。
圖三是根據圖二簡化設計出的一種低容量卡的電原理圖，圖三中，U1為程序存貯器，U2為圖像數據存貯器，復制電路主由U3、U4、U5、U6、U7、U8、U12、Q2、SCR等構成，邏輯控制電路主要由U9、U10、U11、SW1等構成;隔離電路主要由D11～D25，D31～D43，MR1～MR4構成;Q1、DW、C10、R12、R13構成了電源檢測電路，當C1點電壓低于4.3V時Q1便可靠截止;D1、R10構成了充電電路。詳細工作原理可參照對圖二的說明。若U1選用62256，U2選用6264，則整個卡的容量為320Kbit。
圖四是根據圖二原理設計出的一種中、大容量卡的原理圖。圖四中，U1是8位單片機80C31BH，U2為游戲程序存貯器RAM，U3為圖像數據存貯器VRAM，整個系統的管理程序固化在U4內，長度約2KB，S1為系統復位開關，S2為容量預置開關，S3為節目選擇開關，S4為功能選擇開關。Q1、DW等元件組成了電源檢測電路，當主電源電壓低至4.3V以下時，向CPU提出中斷申請，系統執行中斷服務程序，并將輔助電源V(BAT)接至存貯器;Q2、LED、BZ等組成了聲光指示電路;Q3、D1、D2、D3、DH等組成了主輔電源切換電路;正常狀況下主電源通過D0、R0對輔助電源V(BAT)進行浮充電，數據總線由CPU的P0口提供，地址總線的低8位由P0口提供，并由鎖存器74LS373進行鎖存，高8位地址由P2口提供;卡與計算機之間的通信通過RS-232C接口進行，TXD為串行數據輸出口，RXD為串行數據輸入口，每發送或接收256個字節，向對方發送一個累加校驗和或進行一次累加和校驗，整機的工作原理請參照對圖二的說明。
圖五是整個系統的使用示意圖。為了便于用戶的使用和功能的擴展，系統采用分體積木式結構，其中①是本發明的游戲卡的主卡，在主卡上，設有功能選擇開關、容量預置開關、節目選擇開關等控制開關，并設狀態指示燈;②是轉接卡，其上、下兩個插槽用來在輸入節目時連接本發明的游戲卡和原卡，側面的電源插口在插入外接電源后為整個系統提供一個穩定的電源;③為原卡;④為外接電源，它可以是游戲機用外接電源，也可以是其它輸出直流電壓7～15V，電流300mA以上的交直流變換器;⑤是通信適配器。在從原卡中向本發明的游戲卡輸入節目時，將①和③分別插在②上(注意插口方向)，將④插在③的電源插口上，①上的功能選擇開關置于保持位置上，并將容量選擇開關和節目選擇開關置于相應位置上，此時，①上的指示燈發紅光，再將①上的功能選擇開關置于輸入位置上，輸入便開始，待①上的指示燈變為橙色，①內的蜂鳴器響時，整個輸入即完成，此時，將①功能選擇開關置于保持位置上，將④從③上拔去，再將①和③從②上拔下，則①內的程序和數據便得以長期保存，這樣就可以進一步將①中的內容輸入到計算機中，以便用戶進行分析、修改，也可將①像玩普通卡那樣在游戲機上使用。
本發明中的主卡①通過與通信適配器⑤(內含接口電路)連接之后，便可以與IBM-PC系列微機之間進行串行通信，在相應軟件的支持下，可完成電視游戲軟件的編制、分析、修改以及動畫片的制作等功能。
本發明的游戲卡的存貯容量可根據需要設計成不同大小，并具有容量擴充功能，即由多個小容量的游戲卡擴充為一個大容量的游戲卡，參見圖六，在主卡的一端設有容量擴展插槽，擴容時，只需將兩只主卡照圖對接即可。
與目前使用的電視游戲卡相比，本發明的游戲卡有著功能多、使用靈活、能使用戶以較小的投資而玩眾多的游戲等優點。


圖一任天堂系列及其兼容家用電視游戲機主機邏輯原理圖;
圖二一種可變換游戲節目的電視游戲卡原理框圖;
圖三一種可變換游戲節目的電視游戲卡電原理圖;
圖四另一種可變換游戲節目的電視游戲卡的邏輯原理圖;
圖五可變換游戲節目的電視游戲卡使用示意圖;
圖六可變換游戲節目的電視游戲卡主卡容量的擴展示意圖。
權利要求
1.一種可變換游戲節目的電視游戲卡，由存貯器及存貯器控制電路組成，其特征在于卡內設置了存貯器電路、復制電路、保持電路、邏輯控制電路、隔離電路、抗干擾電路以及通信接口電路。
2.按權利要求1所述的可變換游戲節目的電視游戲卡，其特征在于采用隨機讀寫存貯器RAM作為存貯游戲程序和數據的載體，并由保持電路和抗干擾電路使程序和數據得以長期保存。
3.按權利要求1所述的可變換游戲節目的電視游戲卡，其特征在于卡的整體結構為分體積木式結構，并具備容量擴充功能。
全文摘要
本發明是一種可變換游戲節目內容的電視游戲節目卡，卡內所存貯的游戲節目可以由用戶自行改變，用戶可將用計算機編制的電視游戲程序通過通信接口輸入到本發明的游戲卡中，然后在游戲機上使用；也可將其他游戲卡中的節目輸入到本發明的卡中。本發明的游戲卡使用方便、性能可靠、配置靈活、容量擴充簡單，能使游戲機用戶以較小的投資玩眾多的游戲。
文檔編號G11C16/00GK1078063SQ9210298
公開日1993年11月3日 申請日期1992年4月29日 優先權日1992年4月29日
發明者馬海軍 申請人:首鋼總公司