DE3751852T2

DE3751852T2 - Speicherkassette

Info

Publication number: DE3751852T2
Application number: DE3751852T
Authority: DE
Inventors: Katsuya Nakagawa
Original assignee: Nintendo Co Ltd
Current assignee: Nintendo Co Ltd
Priority date: 1986-05-06
Filing date: 1987-05-06
Publication date: 1997-01-02
Anticipated expiration: 2007-05-07
Also published as: AU6835290A; AU602141B2; MY104380A; CN87103401A; US4926372A; EP0246025B1; NO871847L; EP0246025A2; NO172914C; JPH0420492B2; EP0246025A3; BR8702303A; NO871847D0; KR870011614A; DE3751852D1; CN1009970B; JPS62260244A; CA1301942C; AU7252887A; AU644394B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Speichermodul. Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Speichermodul, das in eine Haupteinheit eines Personalcomputers (PCS), z.B. eines häuslichen Videospielgeräts, eingesteckt und aus ihr wieder herausgenommen werden kann und zum Gebrauch in die Haupteinheit geladen wird. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein ein solches Modul enthaltendes Videospielgerät.
Zu den persönlichen Heimcomputern gehören das vom Anmelder der vorliegenden Erfindung hergestellte und vertriebene Spielgerät namens "Nintendo Entertainment System" (Nintendo Unterhaltungssystem] (Warenzeichen) sowie das Spielgerät mit der Handelsbezeichnung "MSX". Bei diesen Personalcomputern wird ein externes Speichermodul verwendet, in das zuvor ein Spiel-, Unterrichts- oder ähnliches Programm eingeschrieben wurde, und der PC gelangt in Betriebsbereitschaft, indem ein derartiges Speichermodul in die Haupteinheit eingesetzt wird. Das Speichermodul enthält einen nicht-flüchtigen Speicher (zum Beispiel einen Nur-Lese-Speicher [ROM: Read Only Memory]) zum Speichern von Programmdaten und/oder zur Anzeige von bestimmten Darstellerfiguren.
Wenn eine in der Haupteinheit des Personalcomputers enthaltene zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) auf den Nur- Lese-Speicher des Speichermoduls zugreift, ist die maximale Anzahl von ansprechbaren Adressen, d.h. der Adreßraum, durch die Leistungsfähigkeit (Bitzahl) der zentralen Verarbeitungseinheit begrenzt, und daher ist selbstverständlich auch die nutzbare Speicherkapazität des im Speichermodul enthaltenen Nur-Lese-Speichers begrenzt. Zum Beispiel bei dem oben erwähnten "Nintendo Unterhaltungssystem" kann lediglich ein Nur-Lese-Speicher mit höchstens 256 kBit für Programmdaten und ein Nur-Lese-Speicher mit höchstens 64 kBit für Darstellerfiguren verwendet werden. Somit ist die maximale Anzahl von Programmschritten auf den maximalen Adreßraum, auf den die zentrale Verarbeitungseinheit zugreifen kann, beschränkt. Wenn also ein solcher Personalcomputer zum Beispiel als Spielgerät genutzt wird, sind die Länge der Spielhandlung, das Ausmaß der Spielvariation, die Anzahl von Spielszenen und die Anzahl von darstellbaren Figuren begrenzt.
Ein Dokument des Standes der Technik macht einen Vorschlag zur Beseitigung dieses Mangels (siehe die am 28. Juni 1984 veröffentlichte japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 112352/1984, die der europäischen Anmeldung EP-A-64 801 entspricht).
Beim vorgenannten Stand der Technik wird eine Adresse aus der in der Haupteinheit des Spielgeräts installierten zentralen Verarbeitungseinheit als gemeinsame Adresse an eine Mehrzahl von Speicherbausteinen ausgegeben, und diese Adresse wird von einem Adreßdecoder decodiert. Wenn von der zentralen Verarbeitungseinheit eine konkrete Adresse ausgegeben wird, liefert der Adreßdecoder ein Signal, und als Reaktion auf dieses Signal wird ein Flip-Flop oder ein Abtast-Halte-Glied betätigt. Das Flip-Flop bzw. Abtast-Halte-Glied liefert ein Chipauswahlsignal (CS: chip select) zum Auswählen des der betreffenden Adresse entsprechenden Speicherchips, und das Chipauswahlsignal gibt den zugeordneten Speicherbaustein frei. Dementsprechend kann die zentrale Verarbeitungseinheit auf den Speicherbereich, der durch die Adresse des ausgewählten Speicherbausteins bestimmt ist, zugreifen.
Der Vorteil des vorstehend beschriebenen Standes der Technik liegt darin, daß die Speicherkapazität erweitert werden kann, ohne die Anzahl der Adreßausgänge der zentralen Verarbeitungseinheit zu erhöhen.
Der Aufsatz von K. Robinson: "Overcoming addressing limitations with page-addressed EPROMS" [Überwinden von Adreßbeschränkungen mit seitenadressierten EPROMS] in "Electronics Engineering", Band 58, Nr. 711, 1986, Seiten 131 bis 134, offenbart ein seitenadressiertes EPROM [Electrically Programmable Read Only Memory, elktrische programmierbarer Nur- Lese-Speicher] mit 512 kBit, dessen Speicherbereich in vier Seiten zu je 16 kByte organisiert ist. Es wird gesagt, daß dieses EPROM zur Verwendung mit einem 8-Bit-Prozessor geeignet sei, der nur 14 seiner 16 Adreßbits benötige, um auf die gesamten 64 kByte der im EPROM speicherbaren Daten zuzugreifen.
Außerdem wurden verschiedene weitere Verfahren zum Umschalten zwischen den Speicherbausteinen vorgeschlagen, aber keines von ihnen betrifft die vorliegende Erfindung.
Das US-Patent Nr. 4 485 457 offenbart ein Speichermodul zum Einsetzen in eine Haupteinheit eines Videospielgeräts mit zentraler Verarbeitungseinheit, wobei das Speichermodul ein Gehäuse aufweist, das eine Schaltkreisplatine und einen ersten Speicher enthält, welcher auf der Schaltkreisplatine montiert und in eine Mehrzahl von Speicherbereichen (BK0...BK7) unterteilt ist, wobei die Speicherbereiche ihrerseits jeweils eine Mehrzahl von Adreßstellen aufweisen und wenigstens einer der Speicherbereiche (BK7) gespeicherte Bereichsauswahldaten zum Auswählen eines weiteren der Speicherbereiche enthält;
wobei ferner auf der Schaltkreisplatine Leiterbahnen ausgebildet sind, die Adreßleitungen und Datenleitungen umfassen, welche Adreßanschlüsse bzw. Datenanschlüsse des ersten Speichers an einen Rand der Schaltkreisplatine führen, dergestalt daß diese Anschlüsse mit einer solchen zentralen Verarbeitungseinheit des Videospielgeräts verbunden werden können;
und wobei auf der Schaltkreisplatine eine Datenhalteeinrichtung angeordnet ist, die ausgebildet ist Bereichsauswahldaten zu speichern.
Nach einem Gesichtspunkt schafft die vorliegende Erfindung ein Speichermodul der im US-Patent Nr. 4 485 457 offenbarten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens ein Dateneingabeanschluß der Datenhalteeinrichtung mit wenigstens einer der Datenleitungen des ersten Speichers verbunden ist und wenigstens ein Datenausgabeanschluß der Datenhalteeinrichtung mit einem vorgegebenen Adreßanschluß des ersten Speichers verbunden ist, daß wenigstens ein Steueranschluß der Datenhalteeinrichtung durch eine Steuerleitung an einen Rand der Schaltkreisplatine geführt ist und mit einem Steueranschluß (CE) des ersten Speichers verbunden ist;
daß die Datenhalteeinrichtung auf ein Steuersignal (ROMSEL) und ein Lese-/Schreibsignal (R/W) auf der Steuerleitung in der Weise reagiert, daß die gespeicherten Bereichsauswahldaten aus dem ersten Speicher ausgelesen und gehalten werden, und der erste Speicher eingerichtet ist, aus einem weiteren Speicherbereich, der sich von dem Bereichsauswahldaten enthaltenden Speicherbereich unterscheidet, gemäß in der Datenhalteeinrichtung gehaltenen Bereichsauswahldaten Daten auszulesen.
Selbst wenn der der zentralen Verarbeitungseinheit zugängliche Adreßraum beschränkt ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein Speicher mit einer Kapazität, die den maximalen Adreßraum der zentralen Verarbeitungseinheit übersteigt, genutzt werden, indem Speicherbereiche des ersten Speichers zweckmäßig umgeschaltet werden. Dies bedeutet, daß gemäß der vorliegenden Erfindung die der zentralen Verarbeitungseinheit zugängliche Speicherkapazität erweitert werden kann.
Vorzugsweise ist ein vorgegebener (BK7) der Speicherbereiche des ersten Speichers stets durch vorgegebene Adreßleitungen des ersten Speichers adressierbar, und der vorgegebene Speicherbereich enthält Bereichsauswahldaten, die festlegen, welcher weitere der Speicherbereiche zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt adressiert werden kann.
Vorzugsweise enthält der erste Speicher ein gespeichertes Programm, das gespeicherte Programm enthält Bereichsauswahldaten zu jedem weiteren Speicherbereich, und jeder Speicherbereich enthält Bereichsauswahldaten, die festlegen, welcher Speicherbereich (außer dem vorgegebenen Speicherbereich) als nächster adressiert werden kann.
Vorzugsweise enthält der erste Speicher gespeicherte Figurdaten und ist eingerichtet, bei einem auf einer Steuerleitung auftretenden Schreibsignal die Figurdaten in einen zweiten Speicher zu übertragen, wobei der erste Speicher eine relativ große Speicherkapazität und der zweite Speicher eine relativ kleine Speicherkapazität besitzt.
Bei einer Ausführungsform wird als erster Speicher ein aus einem einzigen Chip bestehender Nur-Lese-Speicher großer Kapazität verwendet. Ein bestimmter Bereich des einstückigen Nur-Lese-Speichers wird der zentralen Verarbeitungseinheit ständig zugänglich gehalten. Wenn auf den bestimmten Speicherbereich zugegriffen und aus ihm Bereichsauswahldaten zum Auswählen eines anderen Speicherbereichs ausgelesen werden, werden die Bereichsauswahldaten einem als aktive Einrichtung arbeitenden Zähler zugeführt. Das Ausgangssignal des Zählers wird auf die drei höchststelligen Bits der Adresse des einstückigen Nur-Lese-Speichers ausgegeben und dadurch ein anderer Speicherbereich des einstückigen Nur-Lese-Speichers freigegeben. Auf den dadurch freigegebenen Speicherbereich kann durch das vom Adreßausgang der zentralen Verarbeitungseinheit kommende Ausgangssignal zugegriffen werden.
Auswahldaten für einen weiteren Speicherbereich sind in dem zuvor freigegebenen Speicherbereich gespeichert, und sobald sie ausgelesen werden, gibt der Zähler eine Adresse aus, die in ähnlicher Weise den besagten weiteren Speicherbereich für die drei höchststelligen Bits der Adresse des einstückigen Nur- Lese-Speichers freigeben soll.
Somit kann gemäß der vorstehend genannten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Umschaltung auf einen beliebigen Speicherbereich in einer beliebigen zeitlichen Abfolge mit dem Voranschreiten eines Programms durchgeführt werden. Dementsprechend kann durch Verwendung des vorstehend beschriebenen Speichermoduls in einem Spielgerät ein vielseitigeres Spiel verwirklicht werden. In diesem Fall können die in den Speicherbereichen des einstückigen Nur-Lese- Speichers gespeicherten Figurendaten in jeder dargestellten Szene, die von jedem Speicherbereich des einstückigen Nur-Lese- Speichers aus erfolgt, gemeinsam verwendet werden, und deshalb kann auch eine Serie von Spielen mit jeweils langer Handlung leicht verwirklicht werden.
Auch kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein unbefugtes Kopieren oder Synchronübersetzen des Speichermoduls verhindert werden, indem das Einstellen der Bereichsauswahldaten in einem beliebigen Programmschritt erfolgt.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt schafft die Erfindung ein Videospielgerät mit einem externen Speichermodul, das mit einer zentralen Verarbeitungseinheit verbunden ist und einen Adreßbus aufweist, der es der zentralen Verarbeitungseinheit ermöglicht, auf eine vorgegebene Anzahl von Adreßstellen zuzugreifen;
wobei
das externe Speichermodul einen Nur-Lese-Speicher aufweist, der eine größere Anzahl von Adreßstellen besitzt, als durch die zentrale Verarbeitungseinheit adressierbar sind, und dessen Adreßanschlüsse mit dem Adreßbus verbunden sind;
die zentrale Verarbeitungseinheit und der Nur-Lese-Speicher durch einen Datenbus miteinander verbunden sind;
die Speicherzone des Nur-Lese-Speichers in eine Mehrzahl von Speicherbereichen (BK0...BK7) unterteilt ist, die jeweils eine kleinere Anzahl von Adreßstellen aufweisen, als durch die zentrale Verarbeitungseinheit adressierbar sind;
das externe Speichermodul eine Datenhalteeinrichtung mit einem Eingang, der mit vorgegebenen Bits des Datenbusses verbunden ist, und einem Ausgang, der mit bestimmten Bits des Nur-Lese-Speichers verbunden ist, aufweist; und
wenigstens einer (BK7) der Speicherbereiche gespeicherte Bereichsauswahldaten zum Auswählen eines weiteren der Speicherbereiche enthält und die Datenhalteeinrichtung auf ein Steuersignal (ROMSEL) und ein Signal (R/W) aus der zentralen Verarbeitungseinheit in der Weise reagiert, daß die Datenhalteeinrichtung die gespeicherten Bereichsauswahldaten aus dem Nur-Lese-Speicher ausliest und hält, und wobei der Nur- Lese-Speicher eingerichtet ist, gemäß den in der Datenhalteeinrichtung gehaltenen Bereichsauswahldaten Daten aus dem weiteren Speicherbereich auszulesen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend lediglich beispielshalber unter Bezug auf die Figuren 1 bis 4 der beiliegenden Zeichnungen beschrieben; darin zeigen
Figur 1 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Figur 2 ein schematisches Blockschaltbild eines Beispiels für ein Heimfernsehspielgerät, das in der Lage ist, ein Modul, wie es in Figur 1 gezeigt ist, zu verwenden;
Figur 3 einen detaillierten Stromlaufplan zur Veranschaulichung einer Beziehung zwischen einem für ein Programm bestimmten Speicher und einem für Darstellerfiguren bestimmten Speicher, wie sie in den Figuren 1 und 2 gezeigt sind; und
Figur 4 eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Speichereinteilung des Mikroprozessors und einer Beziehung zwischen Programmspeicherbereichen.
Figur 1 ist eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. Ein für ein Spielgerät bestimmtes Speichermodul 10 (nachstehend einfach als Modul bezeichnet) weist ein Gehäuse 12 auf, das aus einer oberen Gehäuseschale 12a und einer unteren Gehäuseschale 12b besteht. Das Gehäuse 12 ist flach und nahezu rechteckig, und an einer Seite des Gehäuses ist ein vorstehender Abschnitt 14 ausgebildet. Durch diesen vorstehenden Abschnitt 14 wird eine Öffnung 16 gebildet, während die anderen Seiten des Gehäuses 12 durch Seitenwände dicht verschlossen sind.
Im Gehäuse 12 ist eine gedruckte Schaltungsplatine 18 untergebracht, und an einem Abschnitt der gedruckten Schaltungsplatine 18 ist ein vorspringender Teil 20 ausgebildet, der dem vorstehenden Abschnitt 14 des oben beschriebenen Gehäuses 12 entspricht. Dementsprechend liegt der vorspringende Teil 20 der gedruckten Schaltungsplatine 18 durch die Öffnung 16 des Gehäuses 12 frei. Auf dem vorspringenden Teil 20 sind Leiterbahnen oder Kontakte 22, 22, ..., die eine Einrichtung zum Anschließen des Moduls 10 an eine Haupteinheit eines Spielgeräts darstellen, über die Längsseite des vorspringenden Teils 20 verteilt ausgebildet.
Ein Programmspeicher 24 als erster Speicher, ein Figurenspeicher 26 als zweiter Speicher und eine Halbleitereinrichtung 28 als aktives Element sind auf der gedruckten Schaltungsplatine 18 montiert. Wie weiter unten näher ausgeführt, kann die Halbleitereinrichtung 28 ein Zähler oder ein Abtast-Halte-Glied sein. Die genannten Bauteile 24, 26 und 28 sind an jeweils zugehörige Leiterbahnen auf der gedruckten Schaltungsplatine 18 angeschlossen, die mit vorgegebenen Kontakten 22 verbunden sind, welche in erforderlicher Anzahl und Art auf dem vorspringenden Teil 20 ausgebildet sind.
Figur 2 ist ein schematisches Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Beispiels für ein Heim-TV-Spielgerät, das in der Lage ist, das in Figur 1 gezeigte Modul zu verwenden. Die Anordnung gemäß dieser Figur 2 zeigt das eingangs genannte "Nintendo Entertainment System", das vom Anmelder der vorliegenden Erfindung hergestellt und vertrieben wird. Es wird jedoch von vornherein hervorgehoben, daß die vorliegende Erfindung bei jeder Vorrichtung, die ein externes Speichermodul verwendet, z.B. bei Spielgeräten oder Mikrocomputern, verwendbar ist.
Wie vorstehend beschrieben, umfaßt das Modul 10 den Programmspeicher 24, den Figurenspeicher 26 und die Halbleitereinrichtung 28, die alle auf der gedruckten Schaltungsplatine 18 montiert sind, und der vorspringende Teil der gedruckten Schaltungsplatine 18 steckt auf oder in einer Steckverbinderleiste 32 einer Spielgerät-Haupteinheit 30, wodurch das Modul 10 und die Spielgerät-Haupteinheit 30 elektrisch miteinander verbunden sind, um ein Spielsystem zu bilden.
Die Spielgerät-Haupteinheit 30 besitzt einen Mikroprozessor 34, zum Beispiel den von Nintendo hergestellten integrierten Schaltkreis "2A03", und Steuereinrichtungen 38a und 38b sind mit dem Mikroprozessor 34 über eine Ein/Ausgabe-Schnittstelle 36 verbunden. Die Spielgerät-Haupteinheit 30 ist ferner mit einer Bildverarbeitungseinheit (PPU: Picture Processing Unit) 40, einem Video-Schreib/Lesespeicher (RAM: Random Access Memory) 42 und einem Hochfrequenzmodulator 44 versehen. Als Bildverarbeitungseinheit 40 wird zum Beispiel der von Nintendo hergestellte integrierte Schaltkreis "2C02" verwendet, und die Bildverarbeitungseinheit 40 liest unter der Regie des Mikroprozessors 34 Videodaten und gibt diese als Videosignal an den Hochfrequenzmodulator 44 aus. Der Hochfrequenzmodulator 44 gibt ein Videosignal aus, das als Fernsehsignal für einen Femsehempfänger, z.B. nach dem NTSC-System, vorliegt.
Hier erfolgt nun unter Bezugnahme auf Figur 3 eine nähere Beschreibung des Zusammenhangs zwischen dem Programmspeicher 24, dem Figurenspeicher 26 und der Halbleitereinrichtung 28. Zum Beispiel besteht der Programmspeicher 24 aus einem maskierten Nur-Lese-Speicher mit einer Kapazität von 1 MBit, und der Figurenspeicher 26 besteht aus einem statischen Schreib/Lesespeicher mit einer Kapazität von 64 kBit. Je ein Masseanschluß G (Ground) des Programmspeichers 24 und des Figurenspeichers 26 liegen auf Bezugspotential, und eine vorgegebene Versorgungsspannung Vcc wird diesen Speichern 24 und 26 über Spannungsversorgungsanschlüsse zugeführt.
Ein Chipfreigabeanschluß CE (Chip Enable) des Programmspeichers 24 ist über einen vorgegebenen Anschluß (z.B. den Anschluß Nr.44) der Steckverbinderleiste 32 mit der Spielgerät-Haupteinheit 30 (Figur 2) verbunden. Ein Speicherauswahlsignal ROMSEL aus der Spielgerät-Haupteinheit 30 wird an den Chipfreigabeanschluß CE gelegt. Außerdem besitzt der Programmspeicher 24 Adreßanschlüsse A0 bis A16 für 17 Bits und Datenanschlüsse D0 bis D7 für 8 Bits. Diese Adreß- und Datenanschlüsse sind mit der Spielgerät-Haupteinheit 30 über die Steckverbinderleiste 32 verbunden, und Daten von vorgegebenen Anschlüssen, nämlich bei dieser Ausführungsform Daten von den Anschlüssen D0 bis D2 der drei niedrigststeiligen Bits, werden als Bereichsauswahldaten und als drei Bit breites Eingangssignal der Halbleitereinrichtung, d.h. des Zählers 28, weitergegeben.
Ein Chipauswahlanschluß CS (Chip Select), der Chipfreigabeanschluß CE und ein Schreibfreigabeanschluß WE (Write Enable) des Figurenspeichers 26 sind mit der Spielgerät- Haupteinheit 30 jeweils über die Anschlüsse der Steckverbinderleiste 32 (z.B. die Anschlüsse Nr. 56, 17 und 47) verbunden. Ein Lesesignal RD (Read) aus der Spielgerät- Haupteinheit 30 wird dem Chipfreigabeanschluß CE über die Steckverbinderleiste 32 zugeführt, und das Schreibsignal WE wird an den Schreibfreigabeanschluß WE gelegt. Ferner besitzt der Figurenspeicher 26 Adreßanschlüsse A0 bis A12 für 13 Bits und Datenanschlüsse D0 bis D7 für 8 Bits. Die Adreßanschlüsse A0 bis A12 sind mit der Spielgerät-Haupteinheit 30 über die Steckverbinderleiste 32 verbunden. Die Datenanschlüsse D0 bis D7 sind ebenfalls mit der Spielgerät-Haupteinheit 30 verbunden.
Man beachte, daß eine Ziffer der Adresse durch die hexadezimale Notation angegeben wird.
Bei dieser Ausführungsform setzt sich, wie in Figur 4 gezeigt, der Programmspeicher 24 zum Beispiel aus einer Gruppe von Speicherbereichen zu je 128 kBit zusammen. Dies bedeutet, daß der erste Speicher oder Programmspeicher 24 acht Speicherbereiche BK0 bis BK7 zu je 128 kBit umfaßt. Diese Speicherbereiche sind durch Adressen "00000-1FFFF" definiert.
Ferner ist der zweite Speicher oder Figurenspeicher 26 als statischer Schreib-/Lesespeicher mit 64 kBit ausgebildet.
Außerdem wird bei diesem Ausführungsbeispiel als Halbleitereinrichtung 28 zum Beispiel der von Texas Instruments hergestellte integrierte Schaltkreis "74LS161" verwendet, und dementsprechend ist die Halbleitereinrichtung 28 als 3-Bit- Zähler ausgebildet. Ein Lese-/Schreibsignal R/W aus der Spielgerät-Haupteinheit 30 an einen Ladeanschluß LOAD des Zählers 28 gelegt, und die Datenanschlüsse D0 bis D2 der drei niedrigststelligen Bits des Programmspeichers 24 liegen - wie oben beschrieben - als voreingestelltes Eingangssignal am Ladeanschluß LOAD. Das aus der Spielgerät-Haupteinheit 30 an den Programmspeicher 24 abgegebene Speicherauswahlsignal ROMSEL wird über die Steckverbinderleiste 32 außerdem an einen Taktanschluß CK (Clock) gelegt. Dementsprechend wird jedesmal, wenn der Programmspeicher 24 durch die Spielgerät-Haupteinheit ausgewählt wird, an den Zähler 28 ein Zähleingangssignal gelegt, um welches der Zähler 28 nach oben (oder unten) gezählt wird.
Ausgangsanschlüsse des Zählers 28 bestehen für drei Bits, und das drei Bit breite Ausgangssignal wird über zugeordnete ODER-Tore 46a, 46b und 46c an die Adreßanschlüsse A16, A15 und A14 der drei höchststelligen Bits des Programmspeichers 24 gelegt. Im einzelnen ist der Adreßanschluß (Anschluß Nr.35) der Spielgerät-Haupteinheit 30 mit je einem Eingang dieser ODER- Tore 46a, 46b bzw. 46c verbunden, und am anderen Eingang jedes ODER-Tors liegt jeweils der Ausgang des zugehörigen Bits des Zählers 28. Dementsprechend wird der gewünschte Speicherbereich des Programmspeichers 24 gemäß den im Ausgangssignal des Zählers 28 vorhandenen Bereichsauswahldaten (Figur 4) ausgewählt. Wenn zum Beispiel, wie in Figur 4 dargestellt, das Ausgangssignal des Zählers 28 "000" lautet, wird der Speicherbereich BK0 ausgewählt; wenn der Ausgang des Zählers 28 auf "001" steht, wird der Speicherbereich BK1 ausgewählt; wenn der Ausgang des Zählers 28 auf "010" steht, wird der Speicherbereich BK2 ausgewählt; wenn der Ausgang des Zählers 28 auf "011" steht, wird der Speicherbereich BK3 ausgewghlt; wenn der Ausgang des Zählers 28 auf "100" steht, wird der Speicherbereich BK4 ausgewählt; wenn der Ausgang des Zählers 28 auf "101" steht, wird der Speicherbereich BK5 ausgewählt; wenn der Ausgang des Zählers 28 auf "110" steht, wird der Speicherbereich BK6 ausgewählt; und wenn der Ausgang des Zählers 28 auf "111" steht, wird der Speicherbereich BK7 ausgewählt.
Der Mikroprozessor 34 der Spielgerät-Haupteinheit 30 hat nur auf zwei Speicherbereiche des als erster Speicher dienenden Programmspeichers 24 Zugriff. Dies bedeutet, daß der Mikroprozessor 34 Adreßräume für zwei Speicherbereiche, nämlich "8000-FFFF", besitzt. Davon ist ein erster Adreßraum "C000- FFFF" so zugeordnet, daß er in festgelegter Weise stets auf den Speicherbereich BK7 des Programmspeichers 24 zugreift. Wenn dann ein beliebiger der Speicherbereiche BK0...BK7 des Programmspeichers 24 ausgewählt wird, wird dem dem ausgewählten Speicherbereich entsprechenden Adreßraum ein durch die Adressen "8000-C000" definierter zweiter Adreßraum von 64 kBit zugewiesen.
Dementsprechend müssen in den Speicherbereichen BK0 bis BK7 des ersten Speichers 24 die Bereichsauswahldaten für den als nächsten auszuwählenden Speicherbereich im letzten oder mittleren Teil dieser Daten gespeichert werden. Im einzelnen werden im Speicherbereich BK7 als beständige Zone die Daten desjenigen Speicherbereichs gespeichert, auf den als nächstes von der zentralen Verarbeitungseinheit oder dem Mikroprozessor 34 zugegriffen werden soll, und in diesem als nächster zu lesendem Speicherbereich werden die Auswahldaten für den wiederum nächsten Speicherbereich gespeichert. Dann können alle Speicherbereiche des Programmspeichers 24 in beliebiger zeitlicher Abfolge durch den zweiten Adreßraum des Mikroprozessors 34 genutzt werden.
Im Betrieb wird mit in die Spielgerät-Haupteinheit 30 eingesetztem Modul 10 zuerst die Spannungsversorgung eingeschaltet, und unmittelbar danach oder nach Drücken eines Rücksetzschalter wird vom Mikroprozessor 34 der Spielgerät- Haupteinheit 30 über deren Adreßanschluß A14 (Anschluß Nr. 35 der Steckverbinderleiste 32) ein Lesebefehl ausgegeben. Sobald der Adreßanschluß A14 auf hohen Pegel geht, werden alle Ausgangssignale der ODER-Tore 46a bis 46c logisch hoch, und an alle Adreßanschlüsse A16 bis A14 der drei höchststelligen Bits des Programmspeichers 24 wird eine "1" gelegt, und dementsprechend hat der Mikroprozessor 34 in dieser Situation Zugriff zur beständigen Zone, d.h. dem Speicherbereich BK7 des Programmspeichers 24.
Dann werden die Programmdaten des Speicherbereichs BK7 des Programmspeichers 24 gelesen und der Mikroprozessor 34 auf der Grundlage dieser Programmdaten betrieben. Dies bedeutet, daß zu diesem Zeitpunkt der Mikroprozessor 34 auf den Speicherbereich BK7 unter Verwendung des ersten Adreßraums - der Adressen "C000-FFFF" - zugreifen kann.
Der Mikroprozessor 34 führt ein Programm gemäß Programmdaten des Speicherbereichs BK7 des Programmspeichers 24 aus, und die Bereichsauswahldaten zum Bezeichnen eines Speicherbereichs des Programmspeichers 24 sind im ersten (oder letzten oder mittleren) Teil dieser Programmdaten vorgegeben. Wie oben beschrieben, wählen die Bereichsauswahldaten einen beliebigen der Speicherbereiche BK0...BK7 des Programmspeichers 24 durch drei Bits - von "000" bis "111" - aus.
Dann werden die Bereichsauswahldaten aus den Datenanschlüssen D0-D2 der drei niedrigststelligen Bits des Programmspeichers 24 als voreingestelltes Eingangssignal des Zählers 28 weitergegeben. Andererseits wird dem Zähler 28 aus dem Mikroprozessor 34 das Lese-/Schreibsignal R/W als Ladebefehl des Zählers 28 zugeführt, und zu dieser Zeit wird das Signal R/W als hoher Pegel ausgegeben, und dementsprechend wird im Zähler 28 dessen vorgegebenes Eingangssignal nicht geladen.
Wenn das Lese-/Schreibsignal R/W während der Programmausführung auf niedrigen Pegel geht, d.h. wenn der Ladebef ehl erteilt wird, werden die Bereichsauswahldaten, die von den Datenanschlüssen D0-D2 der drei niedrigststelligen Bits des Programmspeichers 24 ausgegeben werden, in den Zähler 28 geschrieben. Danach gibt der Mikroprozessor 34 ein Lesesignal aus, d.h. er ändert das Signal R/W auf hohen Pegel, und greift auf den durch den Zähler 28 ausgewählten Speicherbereich (z.B. BK6) zu, und zwar - wie oben erläutert - unter Verwendung des zweiten Adreßraums.
Wenn das Speicherauswahlsignal ROMSEL aus dem Mikroprozessor 34 der Spielgerät-Haupteinheit 30 auf niedrigem Pegel steht, sind der Zähler 28 und der Programmspeicher 24 freigegeben. Wenn dann die Daten des ausgewählten Speicherbereichs (z.B. BK6) Darstellerfigurendaten sind, wird ein Befehl zum Übertragen der Darstellerfigurendaten in den zweiten Speicher, d.h. den Figurenspeicher 26, gegeben.
Dann wird gemäß dem Übertragungsbefehl das Schreibfreigabesignal WE aus dem Mikroprozessor 34 auf niedrigen Pegel geändert, und ein Beschreiben des Figurenspeichers 26 ist ermöglicht. Danach werden alle Daten des ausgewählten Speicherbereichs (z. B. BK6) des Programmspeichers 24 in der Reihenfolge ihrer Adressen gelesen, und die gelesenen Figurendaten werden dem Mikroprozessor 34 übergeben. Der Mikroprozessor 34 liefert die Figurendaten an die Bildverarbeitungseinheit 40, und die Bildverarbeitungseinheit 40 schreibt die Figurendaten synchron zur Angabe von Adressen des Figurenspeichers 26 - in letzteren ein.
In ähnlicher Weise wird danach gemäß den Bereichsauswahldaten, die in den Programmdaten aus dem Programmspeicher 24 enthalten sind, ein beliebiger der Speicherbereiche BK0 bis BK7 dieses Programmspeichers 24 als "8000-C000" des zweiten Adreßraums des Mikroprozessors 34 adressiert, und das Spiel schreitet auf der Grundlage der Programmdaten des zu dieser Zeit ausgewählten Speicherbereichs und der Figurendaten des Figurenspeichers 26 fort. Demzufolge brauchen die Figurendaten im voraus nur in einen beliebigen Speicherbereich des Programmspeichers 24 geschrieben zu werden, um angefordert werden zu können. Dies bedeutet, daß die Bereichsauswahldaten im voraus in Programmdaten, die in irgendeinem der Speicherbereiche des Programmspeichers 24 enthalten sind, eingestellt werden, und die Daten des durch die Bereichsauswahldaten ausgewählten Speicherbereichs werden in den Figurenspeicher 26 eingeschrieben, und dadurch braucht auf den die Figurendaten enthaltenden Speicherbereich nur bei Bedarf zugegriffen zu werden. Mit anderen Worten braucht die Verarbeitung während der Ausführung des Programms nur dann zum erforderlichen Speicherbereich zu springen, wenn die Figurendaten gelesen werden sollen. Außerdem können solche Bereichsauswahldaten vom Programm beliebig eingestellt werden, und daher kann ein Kopieren oder Konvertieren des Moduls 10 wirksam verhindert werden.
Wie bei der vorliegenden Ausführungsform können selbst dann, wenn der maximale Adreßraum des Mikroprozessors 34 relativ klein ist, alle Speicherbereiche des Programmspeichers 24 beliebig angewählt werden, und deshalb kann die vom Mikroprozessor 34 verwendbare Speicherkapazität erkennbar erweitert werden. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung nicht nur für das Spielsystem, sondern auch für Unterrichtssysteme eingesetzt werden und ist universell verwendbar.
Ferner wurde im vorstehenden Ausführungsbeispiel der Fall beschrieben, daß unter einer Mehrzahl von im Programmspeicher 24 enthaltenen Speicherbereichen BK0...BK7 im Speicherbereich BK7 Steuerdaten (d.h. Bereichsauswahldaten, der Befehl zum Abtasten und Halten der Bereichsauswahldaten, der Schreibbefehl an den Figurenspeicher 26 und dergleichen) zur Steuerung der Übertragung der Figurendaten im voraus per Programm eingestellt werden und eine Rückkehranweisung im voraus in die letzte Adresse des die Figurendaten speichernden Speicherbereichs eingegeben wird und mit fortschreitendem Spiel auf der Grundlage des Programms des Speicherbereichs BK7 Figurendaten eines weiteren Speicherbereichs zur Übertragung in den Figurenspeicher 26 veranlaßt werden. Die die Übertragung steuernden Daten können jedoch in mehreren Bites gespeichert sein, die nahe der letzten Adresse jedes die Figurendaten speichernden Speicherbereichs liegen.
Ferner wird im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel als Programmspeicher 24 ein maskierter Nur-Lese-Speicher verwendet. Als Programmspeicher 24 kann aber ein EPROM o.dgl. verwendet werden, und überhaupt kann jede beliebige Art von nichtflüchtigem Speicher verwendet werden.
Außerdem werden im Ausführungsbeispiel in den Figurenspeicher 26 die Figurendaten geschrieben, aber als Daten dieses Speichers können darüber hinaus Videodaten und dergleichen eingeschrieben werden, und in diesem Fall kann der Figurenspeicher 26 auch als sogenanntes Video-RAM genutzt werden.

Claims

1. Speichermodul (10) zum Einsetzen in eine Haupteinheit eines Videospielgeräts mit zentraler Verarbeitungseinheit (34), wobei das Speichermodul ein Gehäuse (12) aufweist, das eine Schaltkreisplatine (18) und einen ersten Speicher (24) enthält, welcher auf der Schaltkreisplatine montiert und in eine Mehrzahl von Speicherbereichen (BK0...BK7) unterteilt ist, wobei die Speicherbereiche ihrerseits jeweils eine Mehrzahl von Adreßstellen aufweisen und wenigstens einer (BK7) der Speicherbereiche gespeicherte Bereichsauswahldaten zum Auswählen eines weiteren der Speicherbereiche enthält; wobei ferner auf der Schaltkreisplatine Leiterbahnen ausgebildet sind, die Adreßleitungen und Datenleitungen umfassen, welche Adreßanschlüsse bzw. Datenanschlüsse des ersten Speichers an einen Rand der Schaltkreisplatine führen, dergestalt daß diese Anschlüsse mit einer solchen zentralen Verarbeitungseinheit des Videospielgeräts verbunden werden können;

wobei auf der Schaltkreisplatine eine Datenhalteeinrichtung (28) angeordnet ist, die ausgebildet ist, Bereichsauswahldaten zu speichern, und wenigstens ein Dateneingabeanschluß der Datenhalteeinrichtung mit wenigstens einer der Datenleitungen des ersten Speichers verbunden ist und wenigstens ein Datenausgabeanschluß der Datenhalteeinrichtung mit einem vorgegebenen Adreßanschluß des ersten Speichers verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

wenigstens ein Steueranschluß der Datenhalteeinrichtung durch eine Steuerleitung (44) an einen Rand der Schaltkreisplatine geführt ist und mit einem Steueranschluß (CE) des ersten Speichers verbunden ist;

die Datenhalteeinrichtung auf ein Steuersignal (ROMSEL) und ein Lese-/Schreibsignal (R/W) in der Weise reagiert, daß die gespeicherten Bereichsauswahldaten aus dem ersten Speicher ausgelesen und gehalten werden, und der erste Speicher eingerichtet ist, aus einem weiteren Speicherbereich, der sich von dem Bereichsauswahldaten enthaltenden Speicherbereich unterscheidet, gemäß in der Datenhalteeinrichtung gehaltenen Bereichsauswahldaten Daten auszulesen;

wobei

das durch den Mikroprozessor (34) auf der Steuerleitung (44) ausgegebene Steuersignal (ROMSEL) die Datenhalteeinrichtung (28) und den Programmspeicher (24) freigibt;

das Lese-/Schreibsignal (R/W) an die Datenhalteeinrichtung (28) entweder als Ladebefehl (W) für die Datenhalteeinrichtung (28) aus dem Mikroprozessor (34) gegeben wird, wobei die auf den Datenleitungen des Programmspeichers (24) anstehenden Bereichsauswahldaten (D0-D2) in die Datenhalteeinrichtung (28) geschrieben werden, sobald der Ladebefehl (W) gegeben wird, oder das Lese-/Schreibsignal (R/W) als Lesebefehl (R) gegeben wird, um auf den durch die Datenhalteeinrichtung (28) ausgewählten Speicherbereich zuzugreifen.

2. Speichermodul nach Anspruch 1, wobei ein vorgegebener (BK7) der Speicherbereiche des ersten Speichers stets durch vorgegebene Adreßleitungen des ersten Speichers (24) adressierbar ist und der vorgegebene Speicherbereich Bereichsauswahldaten enthält, die festlegen, welcher weitere der Speicherbereiche zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt adressiert werden kann.

Speichermodul nach Anspruch 2, wobei der erste Speicher ein gespeichertes Programm enthält, das gespeicherte Programm Bereichsauswahldaten zu jedem weiteren Speicherbereich enthält und jeder Speicherbereich Bereichsauswahldaten enthält, die festlegen, welcher Speicherbereich (außer dem vorgegebenen Speicherbereich) als nächster adressiert werden kann.

4. Speichermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Speicher (24) gespeicherte Figurdaten enthält und eingerichtet ist, bei einem auf einer Steuerleitung (14) auftretenden Schreibsignal die Figurdaten in einen zweiten Speicher (26) zu übertragen, wobei der erste Speicher eine relativ große Speicherkapazität und der zweite Speicher eine relativ kleine Speicherkapazität besitzt.

5. Speichermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Datenhalteeinrichtung einen Zähler (28) aufweist und einen Ladeanschluß (LOAD), der mit einer zu einem Rand der Schaltkreisplatine geführten ersten Steuerleitung (14) verbunden ist, und einen Taktanschluß (CLK), der mit einer zu einem Rand der Schaltkreisplatine geführten und an einem Freigabeeingang (CE) des ersten Speichers (24) angeschlossenen zweiten Steuerleitung (44) verbunden ist, besitzt, wobei der Zähler eine Mehrzahl von Eingängen, die mit zugeordneten Datenanschlüssen (D0, D1, D2) des ersten Speichers (24) verbunden sind, und eine Mehrzahl von Ausgängen, die mit zugeordneten vorgegebenen Adreßanschlüssen (A14, A15, A16) des ersten Speichers verbunden sind, aufweist.

6. Speichermodul nach Anspruch 5, wobei der Zähler (28) mit einer Torschaltungseinrichtung (46a, 46b, 46c) versehen ist, die auf ein Steuersignal auf einer an einen Rand der Schaltkreisplatine (18) geführten weiteren Steuerleitung (35) reagiert, um das Steuersignal an die vorgegebenen Adreßanschlüsse (A14, A15, A16) des ersten Speichers (24) zu senden, und in Abwesenheit des Steuersignals die Ausgänge des Zählers an die vorgegebenen Eingänge legt.

7. Videospielgerät (10, 30, 38a,b) mit einem darin eingesteckten Speichermodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Speichermodul durch das Einstecken mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (34) des Videospielgeräts verbunden ist.

8. Videospielgerät (10, 30, 38a,b) mit externem Speichermodul (10), das mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (34) verbunden ist und einen Adreßbus aufweist, der es der zentralen Verarbeitungseinheit ermöglicht, auf eine vorgegebene Anzahl von Adreßstellen zuzugreifen;

wobei das externe Speichermodul einen Nur-Lese-Speicher (ROM 24) umfaßt, der eine größere Anzahl von Adreßstellen besitzt, als die zentrale Verarbeitungseinheit adressieren kann, und dessen Adreßanschlüsse mit dem Adreßbus verbunden sind;

wobei die zentrale Verarbeitungseinheit und der Nur-Lese- Speicher durch einen Datenbus miteinander verbunden sind; und wobei das Speichermodul durch die in Anspruch 1 definierten Merkmale gekennzeichnet ist.

9. Videospielgerät nach Anspruch 8, wobei ein vorgegebener (BK7) der Speicherbereiche des Nur-Lese-Speichers (24) durch die zentrale Verarbeitungseinheit stets adressierbar ist und der vorgegebene Speicherbereich Bereichsauswahldaten enthält, die festlegen, auf welchen weiteren der Speicherbereiche zu irgendeinem gegebenem Zeitpunkt zugegriffen werden kann.

10. Videospielgerät nach Anspruch 9, wobei der Nur-Lese- Speicher (24) ein gespeichertes Programm enthält, das gespeicherte Programm Bereichsauswahldaten zu jedem weiteren Speicherbereich enthält und jeder Speicherbereich Bereichsauswahldaten enthält, die festlegen, welcher Speicherbereich (außer dem vorgegebenen Speicherbereich) als nächster adressiert werden kann.

11. Videospielgerät nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der Nur-Lese-Speicher (24) gespeicherte Figurdaten enthält und eingerichtet ist, bei einem von der zentralen Verarbeitungseinheit (34) kommenden Steuersignal (R/W) die Figurdaten in einen gesonderten Speicher (26) zu übertragen, wobei der gesonderte Speicher eine kleinere Speicherkapazität als der einstückige Nur-Lese-Speicher besitzt.

12. Videospielgerät nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Datenhalteeinrichtung einen Zähler (28) aufweist und einen Ladeanschluß (LOAD), der mit einer ersten Steuerleitung (14) der zentralen Verarbeitungseinheit (34) verbunden ist, und einen Taktanschluß, der sowohl mit einer zweiten Steuerleitung (44) der zentralen Verarbeitungseinheit als auch mit einem Freigabeeingang (CE) des Nur-Lese-Speichers (24) verbunden ist, besitzt, wobei der Zähler eine Mehrzahl von Eingängen, die mit zugeordneten Datenanschlüssen (D0, D1, D2) des Nur-Lese- Speichers verbunden sind, und eine Mehrzahl von Ausgängen, die mit zugeordneten vorgegebenen Adreßanschlüssen (A14, A15, A16) des Nur-Lese-Speichers verbunden sind, aufweist.

13. Videospielgerät nach Anspruch 12, wobei der Zähler (28) mit einer Torschaltungseinrichtung (46a, 46b, 46c) versehen ist, die auf das von der zentralen Verarbeitungseinheit (34) auf einer weiteren Steuerleitung (44) ankommende Steuersignal (ROMSEL) reagiert, um das Steuersignal an die vorgegebenen Adreßanschlüsse (A14, A15, A16) des Nur-Lese-Speichers (24) zu senden, und in Abwesenheit des Steuersignals die Ausgänge des Zählers an die vorgegebenen Eingänge legt.