Многие наверняка видели на маркетплейсах самую бюджетную игровую консоль под названием «Sup». На первый взгляд это невероятное предложение: цветной дисплей с хорошим разрешением, 500 предустановленных игр, встроенный аккумулятор и даже дополнительный геймпад — и всё это за смешные 400 рублей. Обыватель пройдет мимо, решив, что это очередная безделушка вроде «Тетриса». Но для технического энтузиаста это настоящий вызов — что скрывается внутри этого устройства? Разберемся в его устройстве и удивительной истории.
История появления и технологическая эволюция
Консоль Sup захватила рынок около 2019 года, став массовым хитом. За скромную цену она предлагала полноценный ретро-гейминг, оставив далеко позади классические «Тетрисы». Однако её корни уходят глубоко в 90-е годы. Основу её библиотеки составляют игры с NES, дополненные китайскими портами вроде Angry Birds и различными хаками. Многие, увидев это, решают, что внутри обычный эмулятор, особенно после обнаружения микросхемы флэш-памяти при разборке. Но реальность куда интереснее — Sup является аппаратным клоном легендарной NES!
История аппаратных клонов Famicom (или «фамиклонов») началась в начале 90-х на Тайване. В то время местная микроэлектронная промышленность переживала бум. Компании вроде UMC и Holtek не только собирали готовую технику, но и разрабатывали собственные микросхемы. Holtek прославилась своими 4-битными микроконтроллерами, которые, например, стояли в культовых Brick Game. UMC же пошла дальше и занялась клонированием «железа» оригинальной японской консоли.
Инженеры UMC создали клоны центрального процессора RP2A03 и графического чипа PPU 2C02G. Это позволило выпускать те самые многочиповые «Денди», которые сегодня ценятся коллекционерами. Но настоящий технологический прорыв случился ближе к середине 90-х, когда UMC смогла уместить всю NES в одну микросхему — систему на кристалле (SoC) под названием UM6578F.
Завод UMC в Тайване
Это был не просто клон, а серьёзная модернизация платформы. Чип UM6578F получил поддержку 16-цветного режима для спрайтов, 8-битный PCM-звук (почти как в MP3) в дополнение к стандартным генераторам, а также увеличенный до 10 КБ объем оперативной и видеопамяти — в пять раз больше, чем у оригинальной NES! Такие апгрейды были востребованы на рынке недорогих обучающих компьютеров типа «Сюбор» и для местных разработчиков игр, которые создавали контент без лицензии Nintendo.
Фото от @Azya
VRT Technology: эволюция клона в продвинутый микроконтроллер
В 2001 году в городе Чжубэй появилась компания VRT Technology, которая вывела идею фамиклона на новый уровень. Их чипы превратили архитектуру NES в нечто, напоминающее мощный микроконтроллер. Они научились выводить изображение напрямую на ЖК-дисплеи, серьезно доработали арифметико-логическое устройство (добавив аппаратное умножение и деление 16-битных чисел), разогнали ядро 6502 с 1 МГц до 5 МГц, увеличили объем ОЗУ и добавили множество интерфейсов: SPI, UART, АЦП и GPIO.
Сводный братик NES, собранный на почти стандартной компонентной базе
Ключевым нововведением VRT стала собственная шина OneBus и подобие блока управления памятью (MMU). Это позволило хранить игры на обычной параллельной или NOR-памяти без необходимости в отдельном чипе для видеопроцессора. Компания даже выпускала SDK для разработчиков с компилятором C и эмулятором. Однако их чипы поставлялись без корпусов и не продавались в розницу, что затрудняет их точную идентификацию.
Одна из первых известных систем на кристалле — UM6578F, которая также производилась и другими компаниями (по лицензии?)
Казалось бы, эпоха NES давно прошла. Но VRT, судя по всему, жива и продолжает производить чипы. Они поставляются в блистерах и имеют срок годности около 3-4 месяцев из-за специального клея, которым кристалл крепится к плате. После этого чипы, вероятно, списываются, так как их цена копеечная. Факт использования чипа VRT в относительно современном телефоне Kechaoda с аппаратным клоном NES и в огромных тиражах Sup говорит о том, что компания до сих пор в строю, продолжая развивать технологию, которой уже более 40 лет!
В одной из ревизий чипа даже есть возможность работы с SPI-флэшками!
Внутреннее устройство консоли Sup
Давайте заглянем внутрь Sup. Консоль разбирается легко: шесть винтов под аккумулятором. Внутри нас встречает простая, но грамотно разведенная однослойная плата. Инженеры максимально экономили, используя, например, резисторы-«нулевики» в качестве перемычек.
В правом верхнем углу расположен блок питания и зарядки: защитный диод, линейный стабилизатор на 3.3В и пара ключевых транзисторов. Логика зарядки, скорее всего, реализована в основном кристалле. Особенность данной ревизии — использование обычной NOR-флэш-памяти в корпусе TSOP58 объемом 16 МБ вместо BGA-чипа. Теоретически, её можно выпаять, прочитать дамп на программаторе и записать свои игры.
Сердцем устройства является бескорпусный кристалл, который с вероятностью 99% произведен VRT Technology. Рядом с ним — кварцевый резонатор на 20 МГц. Безопасно вскрыть такой чип для изучения почти невозможно, поэтому точную модель можно будет установить, только анализируя дамп памяти.
В качестве экрана используется безымянная матрица разрешением примерно 240x320 пикселей с параллельным интерфейсом MIPI DBI (8080), как в старых кнопочных телефонах. Интересно реализовано подключение второго геймпада: для этого нецелевым, но clever-образом используются линии разъема MicroUSB (D+, D- и ID), которые на самом деле передают сигналы оригинального геймпада NES — Latch, Data и Clock.
Конструкция получилась простой, но продуманной. Аппаратно сломать эту консоль сложно, самым уязвимым элементом является дисплей.
Впечатления от использования
После включения пользователя встречает меню выбора языка и обширный список игр. Из-за реализации шины OneBus чипы VRT поддерживают только маппер MMC3, что ограничивает библиотеку совместимых игр. Во многих играх убраны копирайты, чтобы избежать проблем при продаже. Поскольку это аппаратный клон, здесь нет инпутлага (задержки ввода), и игры работают точно так же, как на оригинальном железе, включая региональные отличия (например, европейская версия Super Mario Bros. может работать быстрее).
Со звуком есть нюансы: у некоторых экземпляров Sup не работает треугольный канал звукового процессора (APU), что искажает музыку в играх. Вероятно, это следствие минимального контроля качества на производстве. Консоль не имеет «умного» датчика уровня заряда (Fuel Gauge). При разрядке аккумулятора сначала тускнеет подсветка (она подключена напрямую к батарее), затем тише становится звук, и в конце концов устройство может зависнуть. Яркость подсветки служит индикатором заряда, но такое прямое подключение также увеличивает потребление энергии.
Потребление консоли составляет около 200 мА при полной громкости и 170 мА при минимальной. Энергопотребление можно снизить до ~130 мА, если модифицировать схему питания подсветки. Родной аккумулятор имеет скромную емкость 300-400 мАч, но его можно заменить на качественный аналог от старых телефонов Nokia (например, BL-4C), что увеличит время игры до 5-6 часов. Удивительно, но процессорное ядро остается стабильным при напряжении всего в 2.6 В, а возможно, и ниже.
Заключение: технологическое чудо за копейки
Sup — это настоящий шедевр инженерной мысли. Полноценный компьютер с цветным дисплеем, звуком, памятью, играми и аккумулятором, упакованный в корпус стоимостью около 5 долларов. Для многих это одноразовая игрушка, но для технического энтузиаста — удивительное портативное устройство с богатой историей, прямым наследником архитектуры NES, многократно модернизированной за десятилетия.
Надеюсь, теперь тайна самой дешевой консоли с Ozon раскрыта. В ваших руках может оказаться не простой эмулятор, а настоящий аппаратный клон, прошедший долгий путь эволюции.
Если вам понравился этот материал и вы хотите поддержать автора, это можно сделать через форму доната. Средства идут на оборудование для новых обзоров и DIY-проектов. Также я всегда рад интересным гаджетам для разбора — доставку готов оплатить.
Если тема ремонта, моддинга и программирования для ретро-устройств вам близка, подписывайтесь на мой Telegram-канал «Клуб фанатов балдежа», где я делюсь бэкстейджами статей и полезными находками. Видеоверсии материалов можно найти на YouTube-канале.
Очень важно! Разыскиваются девайсы для будущих статей!
Друзья! Для подготовки статей и видео о разработке игр и портировании эмуляторов ищу необычные устройства: китайские телефоны 2000-х годов с игровым уклоном (джойстиком или отдельными кнопками A/B) и предустановленными эмуляторами NES/Sega. Также интересны смартфоны-консоли на Android (например, Func Much-01) и подделки (реплики) брендовых смартфонов 2009-2015 годов выпуска (особенно iPhone, HTC, Samsung на Windows Mobile/Android), а также первые Xiaomi Mi, Meizu на Exynos и Motorola на Linux. Если у вас есть что-то подобное и вы готовы этим поделиться, пишите в Telegram (@monobogdan) или в комментарии. Спасибо!
Подготовлено при поддержке @Timeweb.Cloud
Больше интересных статей здесь: Гаджеты.
Источник статьи: Тайна самой дешевой консоли с Ozon [Длиннопост, про железо].