2018年ハッカーズチャンプルーでLTした資料です 実動作の動画は以下にあります https://www.youtube.com/watch?v=dB_YjQMDdcc https://www.youtube.com/watch?v=5T3x-egyBYI https://www.youtube.com/watch?v=UF3cbSolcWU ソースコードは以下にあります https://github.com/mgwsuzuki/g80s

1. 80年代ゲーム機の技術を
FPGAに実装してみた
@mgwsuzuki
2018/6/30 @mgwsuzuki 1

2. Arty Z7に昔のゲーム機の技術を実装した
• Arty Z7
• Arm Cortex-A9を内蔵したFPGAを搭載
• Linuxが動作し、HDMI出力ができる
• 秋月電子で購入可能(2万円台)
2018/6/30 @mgwsuzuki 2

3. FPGA
• デジタル回路をプログラミングできるLSI
• verilogやVHDLといったハードウェア記述言語(HDL)で設計
• スピードや回路規模を無視すればCPUやGPUを作ることも可能
• Arty Z7搭載のFPGAはXilinx社から無償の開発ツールをダウンロードして
開発できる
2018/6/30 @mgwsuzuki 3

4. スプライト
• 80年代ゲーム機(ex:スーパーファミコン)で使われた画像表示技術
• ドット絵のキャラクタを自由に動かす
• ハードウェアが頑張りソフトウェアの負荷が小さい
位置:x0, y0
キャラ: id0
位置:x2, y2
キャラ: id2
スプライトごとに位置とキャラクタ指
定したら後はハードウェアが自動的
に画像を作ってくれる
2018/6/30 @mgwsuzuki 4

5. 1024個のスプライトとBG画面の同時表示
2018/6/30 @mgwsuzuki 5

6. 実装した回路のスペック
本回路 スーパーファミコン X68000
解像度 800x600 256x224(?) 256x256～1024x768(16色)
スプライト表示可能色数 32768 32768から16色x8パレット 65536から16色x16パレット
最大スプライト数 1024 128 128
最大横表示スプライト数 256 32 32
スプライトサイズ 16x16 8x8,16x16,32x32,64x64 16x16
BG画面 4枚 最大4枚 2枚(+ビットマップ画面)
2018/6/30 @mgwsuzuki 6

7. ラインバッファ方式による画像生成
• 画面の横方向1ラインごとに表示画像をレンダリングするイメージ
• KByte単位のメモリ量で画面生成可能
• FPGAは内蔵メモリ容量がすくない！！
2018/6/30 @mgwsuzuki 7

8. mrubyの組み込み
• Arty Z7に搭載のFPGAにはArm Cortex-A9が入っている
• FullのLinuxが動作する
• mrubyでプログラムできたら面白いのでは?
• 昔のコンピュータのBASICみたいにインタプリタ的にも動作させたい
2018/6/30 @mgwsuzuki 8

9. Joyconを使えるようにする
• ゲーム機はUIとして入力装置が重要
• Nintendo SwithのJoyconはBluetoothでLinuxと接続可能
• /dev/hidrawXを叩けばJoyconの機能ををフルに使える
• Joyconのリバースエンジニアリング情報
• https://github.com/dekuNukem/Nintendo_Switch_Reverse_Engineering
2018/6/30 @mgwsuzuki 9

10. Joyconの実機動作
2018/6/30 @mgwsuzuki 10

11. ゲームっぽいものを作ってみた
2018/6/30 @mgwsuzuki 11
• キャラクタの動き制御はすべてmruby
• 320個のスプライトが60fpsで動作

12. mrubyつながりでokinawa.rbの紹介
• 沖縄のRuby/Railsコミュニティ
• 毎月那覇市と沖縄市でMeetup開催
• ユルい集まりなのでフラっとお越しください
• 今回LTしたハードウェアもいじれます
• http://ruby.okinawa
• https://okinawarb.doorkeeper.jp/
• okinawarbで検索
2018/6/30 @mgwsuzuki 12