Ігровий картридж
Ігровий картридж — електронне пристрій на основі мікросхем ПЗУ, призначене для зберігання змінного ігровий програми в ігрових консолях, ігрових автоматах, і ряді побутових комп'ютерів. Назва походить від англійського слова cartridge (патрон), в російській мові також застосовна назва «касета». В англійській мові використовуються також скорочення «cart» і назву «game pack» (а також «Game Pak», торгова марка, що використовувалась фірмою Nintendo).
Картриджі стали застосовуватися в ігрових системах в кінці 70-х років. Найбільш ранній системою зі змінними іграми, що використовує ідею картриджів, прийнято вважати консоль Magnavox Odyssey (1968 рік). Однак, її «ігрові карти» не містили активної електроніки, вони тільки комутував частини внутрішньої схеми консолі, що не дозволяло зберігати на них довільну ігрову програму — набір можливих ігор визначався тільки електронікою самої консолі. Першою ігровий консоллю з справжніми картриджами, що містять ігрову програму, є Fairchild Channel F (1976). Останньою з домашніх ігрових консолей, що використовує картриджі, стала Nintendo 64 (1996). Усі наступні консолі в якості змінного носія даних використовували CD-ROM (який у подібних цілях почав застосовуватися з кінця 80-х років). Однак, через їхні малі габарити і вагу, а також відсутності рухомих частин, картриджі до цих пір продовжують застосовуватися в кишенькових ігрових консолях, наприклад в Nintendo DS.
У побутових (домашніх) комп'ютерах картриджі застосовувалися протягом 80-х років, до того, як отримали широке поширення приводи гнучких дисків (дисководи). Крім ігор, на них випускалося часто використовуване ПЗ, таке, як інтерпретатори різних мов програмування.
Зміст |
[ред.] Конструкція
Зовні картридж являє собою невеликий прямокутний пластиковий корпус, звичайно з наклейкою (стікером), що містить логотип або назва гри. На одному з торців картриджа розташовується крайової роз'єм, що є частиною друкованої плати картриджа. На роз'єм виводяться шини адреси і даних системи, а також ряд керуючих сигналів і харчування. На деяких старих ігрових системах роз'єм картриджа захищався рухомою кришкою, що зрушується при вставлянні картриджа в слот консолі. Згодом від такої конструкції відмовилися, так як вона ускладнювала виробництво і могла викликати механічні проблеми; замість цього картриджі стали випускатися в упаковці у вигляді пластикових або картонних боксів, схожих на чохли для відеокасет.
На платі картриджа розташовується його електроніка. Як мінімум це одне або декілька масочний ПЗУ (одноразово програмованих в процесі виготовлення), що містять ігрову програму і дані. Вони можуть бути виконані як у власних корпусах, так і без корпусу, у вигляді монтуються на поверхню плати кристалів, залитих компаундом (така конструкція дешевше у виробництві, але менш стійка до механічних впливів). Додатково картридж може містити різні пристрої, що розширюють функціональність консолі. Це, наприклад, може бути додаткове ОЗУ; або ОЗУ з батарейним харчуванням, для збереження ігрових результатів між сеансами гри. Також це можуть бути пристрої керування пам'яттю розширеного обсягу (для обходження спочатку закладених в конструкції консолі обмежень); додаткові процесори, звукові і графічні співпроцесори.
[ред.] Переваги та недоліки
Картриджі мають ряд переваг перед будь-якими змінними носіями даних. Процесор прямо звертається до ПЗУ картриджа, так само, як і до власної пам'яті системи, що дозволяє отримати дуже високу швидкість доступу до даних. З цієї ж причини, системі не потрібна наявність великого обсягу ОЗУ, куди дані завантажувалися б при використанні повільного зовнішнього носія. Це знижує вартість самої системи. Відсутність рухомих частин, окрім швидкості доступу, означає довговічність такого носія. Можливість розташовувати у картриджі додаткові пристрої, що розширюють можливості системи, дозволяє продовжити термін життя застарілої консолі (найбільш активно користувалася цим фірма Nintendo у випадку з її консолями NES та SNES, компанія SEGA). Копіювання картриджа користувачами істотно складніше копіювання програми на магнітній стрічці, дискеті або компакт-диску.
Однак, картриджі мають і ряд недоліків. Найбільш значущим з них була їх вартість. Вона складалася з великої кількості складових частин в конструкції, що ведуть до ускладнення виробництва, а також вартості мікросхем ПЗУ великого об'єму (що було актуально до кінця 90-х років). Додаткові чіпи, в разі їх використання, також підвищували вартість картріджів. Через необхідність не збільшувати ціну на ігри вище прийнятного рівня, їх розробникам доводилося миритися з обмеженнями на обсяг пам'яті картриджа. На початку 80-х обсяг картриджів обмежувався десятками кілобайт, в 90-х він зріс до одиниць мегабайт. З середини 90-х і по теперішній час обсяг картриджів становить десятки мегабайт.
Також, до недоліків картриджів можна віднести їх чутливість до зовнішніх впливів, зокрема до статичної електрики і механічних впливів (неминучим при їх експлуатації). Це робить картриджі менш надійними в порівнянні з компакт-дисками. Як приклад ненадійності можна навести випадок несправності картриджів, який часто зустрічається: з-за механічних навантажень, що виникають при встановлення картриджа в слот консолі, виникають мікротріщини в платі, що порушують його нормальну роботу. Особливо до цього схильні картриджі з безкорпусним виконанням мікросхем. При такій конструкції можливий обрив сполук кристалів мікросхем з платою. Крім цього, крім можливості пошкодження самого картриджа, при активній експлуатації можливий швидкий знос роз'єму на самій консолі (що є досить частою причиною виходу консолі з ладу).
[ред.] Перезаписувані картриджі
Одним з основних властивостей картриджів є неможливість їх перезапису - інформація в них програмується відразу в процесі виготовлення масочний ПЗУ (процес підготовки до виробництва таких ПЗУ має високу вартість). Проте, у ряді випадків, наприклад при розробці програми та тестуванні її на реальній системі потрібна можливість багатократного перезапису. Спочатку в цих цілях використовувалися картриджі з встановленими панельками для зміни ПЗУ, і багато разів програмовані ПЗУ (з ультрафіолетовим або електричним стиранням), дані в які записувалися за допомогою звичайного програматора ПЗУ. Рідше застосовувалися RAM-картриджі, що містять замість ПЗУ мікросхеми ОЗУ, зазвичай статичного, з батарейним харчуванням. Дані в них записувалися за допомогою спеціальних пристроїв. Цей варіант дорожчий, через більш високу вартість на статичне ОЗУ великого обсягу, у порівнянні з ПЗУ такого ж об'єму.
В кінці 80-х - початку 90-х років для ряду ігрових консолей з'явилися так звані backup unit, або copybox (немає російського терміна) - пристрої, що підключаються до гнізда картриджа або системного роз'єму консолі. Вони призначалися для копіювання ігрової програми картриджа на носії що перезаписуються, наприклад на дискети, або у внутрішню пам'ять пристрою, та подальшого використання гри без оригінального картриджа. Такі пристрої проводилися сторонніми виробниками без ліцензії, тому що по суті вони були засобом нелегального копіювання ігрового ПЗ. Подібні пристрої також збиралися любителями (ряд схем таких пристроїв публікувався в тому числі і в Росії, наприклад, в журналі «Радіо»). Однак, такі пристрої не вирішували проблему копіювання ігор, що використовують додаткову апаратуру в складі картриджа.
У наш час, з падінням цін на флеш-пам'ять, з'явилися так звані флеш-картриджі. Вони створені для великої кількості старих ігрових систем, розробляються і проводяться ентузіастами. Також існують флеш-картриджі для сучасних кишенькових консолей, вони виробляються сторонніми розробниками без ліцензії. Такі картриджі використовуються як для розробки аматорського ПЗ для ігрових консолей, так і для використання дампів ігор, зазвичай використовуються за допомогою емуляторів, на реальних системах. Проблема додаткової апаратури в складі картриджа в сучасних флеш-картриджах вирішується за допомогою мікросхем програмованої логіки.
