Игровая приставка «Эльф» (ALF TV Game)

Описания и скриншоты игр для приставки «Эльф» находятся на отдельной странице.

Введение

Помимо использования ZX-Spectrum в роли компьютера, существовала по крайней мере одна модель в виде игровой приставки. С одной стороны выгода очевидна - не требуется клавиатура, не надо загружать программы с глючного магнитофона, приставка сразу готова к работе после включения питания, от пользователя не требуется знания компьютера. Однако все достоинства перекрываются недостатками:
- ограниченный набор игр (каждую игру приходится адаптировать, т.е. в изначальном виде, как она существует на кассетах, игра не годится для картриджа приставки);
- цена на картридж превышает цену кассеты с играми для обычного ZX-Spectrum (здесь речь не идёт о лицензионных играх);
- ограниченная функциональность приставки: играть быстро надоедает, а ZX-Spectrum, в отличие от приставки, даёт возможность изучать программирование.

Вполне возможно, что по вышеприведенным причинам приставка (или приставки) на основе ZX-Spectrum не получила широкого распространения.

Известная мне игровая приставка на базе ZX-Spectrum - «Эльф».

Децимальный номер приставки по классификатору ЕСКД - КБЮЖ.334165.001. Соответственно КБЮЖ - код завода-изготовителя - «Цветотрон», г.Брест.

Объём производства в точности неизвестен. Имеющиеся экземпляры джойстиков и картридж имеют двух, трёх и четырёхзначные заводские номера. Таким образом можно говорить о производстве партии в объёме приблизительно несколько тысяч штук.

В некоторых играх приставки «Эльф» стоит дата адаптации - 1990 и 1991 г. Печатные платы картриджа «Эльф-1» и «Эльф-3» произведены в 1993 году. Исходя из этого можно предположить, что время производства приставки - примерно первая половина 90-х годов.

Внешний вид, комплектация

Приставка выполнена по классической схеме - сама приставка, картриджи, джойстики, источник питания.

Источник питания - внешний, вырабатывает нестабилизированное постоянное напряжение порядка 9В (под нагрузкой). Нужные для питания приставки напряжения 5В и 12В вырабатываются внутри самой приставки.

Джойстик внешне похож на своего собрата от «Денди» - та же крестовина и две кнопки:

Джойстики также можно было купить отдельно от приставки.

Само собой разумеется, с приставкой продавался картридж (или картриджи) с играми:

Картриджи были нескольких разновидностей, отличающихся набором игр.

В ПЗУ самой приставки тоже могли быть игры. Это зависит от варианта исполнения приставки (объёма микросхемы ПЗУ).

Игры

Посколько заставки игр игр занимают много места, чтобы не загромождать статью, описания игр приставки «Эльф» вынесены на отдельную страницу.

Технические особенности приставки «Эльф»

Малый размер приставки скорее всего означает, что она построена на БМК. Открываем крышку приставки. Так оно и есть:

Приставка содержим минимум микросхем - БМК Т34ВГ1, процессор, ПЗУ, ОЗУ, кодер SECAM, ВЧ-модулятор.

Плата двухсторонняя, с зёленой маской. На имеющемся у меня экземпляре приставки маска положена некачественно и отслаивается при любом механическом контакте с платой. «Обвязка» у Т34ВГ1 стандартная для всех компьютеров с такой микросхемой БМК. Заслуживает внимания ОЗУ - оно выполнено на двух микросхемах КР565РУ11. Это полные аналоги микросхем 4464 (64КБит х 4 разряда). Итого имеем 64КБ памяти на двух микросхемах. Компактно.

Приставка имеет выдеовыход для подключения к телевизору по RGB. Сигналы, в отличие от видеовыхода компьютера «Байт», выполнены сразу с градациями яркости, что позволяет подключать приставку к телевизорам со SCART без переделки (при наличии соответствующего кабеля). Также в приставке есть кодер SECAM с ВЧ-модулятором для подключения к телевизору через антенный вход. В отличие от ВЧ-модулятора компьютера «Байт» модулятор приставки выполнен на микросхеме К174ПС1:

Не обошлось без ложки дёгтя и в видеовыходе приставки: при подключении через RGB отчётливо заметен сигнал яркости на чёрном фоне. Например, в игре «Спасатель»:

Этого можно было избежать, добавив одну микросхему в выходные каскады формирования RGB, но, по-видимому, сэкономили...

Также сэкономили на нормальных выходных каскадах для RGB и синхросигнала. Во всех нормальных компьютерах ставятся эмиттерные повторители для согласования с низким входным сопротивлением RGB-входа телевизора. В приставке такого нет, в итоге уровни RGB занижены, а синхросигнал вообще может не захватываться. Впрочем возможно такие проблемы только у меня одного.

При подключении источника питания к приставке можно перепутать и включить вилку в разъёмы джойстиков или RGB. В последнем случае велика вероятность выпалить приставку. По крайней мере один такой случай мне известен (погорели процессор и Т34ВГ1).

Теперь пройдёмся по джойстикам. В приставке возможна работа двух джойстиков. Как я уже писал выше, джойстик внешне очень похож на своего собрата от «Денди»:

А вот внутри он гораздо проще, чем джойстик от «Денди»: там только плата с контактными площадками и замыкающая их резинка. Никакой микросхемы (как в джойстике от "Денди") внутри нет. Т.е. этот джойстик представляет собой просто набор кнопок:

Обратите внимание - для замыкания контактных площадок на плате используется не токопроводящая резина, а металлические «пятаки», приклеенные к резине кнопок. Таким образом джойстик получается «вечным», т.к. нет износа токопроводящей резины. Правда, контактные площадки на плате склонны к окислению, поэтому их необходимо время от времени чистить.

Источник питания

Приставка питается от внешнего нестабилизированного источника питания. Требуемое для нормальной работы приставки напряжение - 9В. Блок питания нестабилизированный. Его выходное напряжение под нагрузкой должно быть порядка 9В.

Для питания «цифровой» части приставки требуется напряжение 5В, которое вырабатывается обычным линейным стабилизатором типа КР142ЕН5А (7805). Микросхема установлена на небольшой радиатор, который заодно служит креплением для разъёмов питания и одного из джойстиков:

При напряжении питания приставки порядка 9В рассеиваемая стабилизатором мощность невелика, радиатор нагревается до температуры порядка 45-50 градусов.

Для работы SECAM-кодера требуется напряжение 12В. Для этого используется повышающий преобразователь с 9 до 15В, напряжение с выхода которого стабилизируется до 12В микросхемой КР142ЕН8Б (7812):

В моём случае блок питания на выходе выдавал порядка 13В, из-за чего сильно перегревался радиатор стабилизатора 5В. Пришлось переделывать блок питания, чтобы он выдавал 9В (просто поставил внутрь китайский DC-DC преобразователь, на котором установил нужное выходное напряжение 9В).

Игровые картриджи к приставке «Эльф»

На плате картриджа расположен регистр банков ПЗУ (микросхема КР1533ТМ9). Разъём для соединения картриджа с приставкой имеет ключ, не позволяющий вставить картридж неправильным образом в приставку. В зависимости от количества микросхем ПЗУ картридж может иметь объём от 8 до 64 банков памяти.

Внешне картриджи отличаются друг от друга только номерами и, соответственно, составом игр, но «изнутри» начинка картриджей может быть разная. Если вам нужно посмотреть где какая игра на картридже, то вам сюда. А пока что перечислю все встреченные мной типы картриджей в зависимости от их внутренностей:

Плата №1

Этот картридж рассчитан на использование от 1 до 8 ПЗУ объёмом 128К.

Данный картридж содержит 2 микросхемы ПЗУ общим объёмом 256К и имеет 16 банков памяти.

Разновидность платы №1. Вместо двух ПЗУ по 128К установлена одна микросхема ПЗУ объёмом 256КБ. Так как этот вариант платы не рассчитан на установку микросхем памяти такого объёма, недостающие соединения сделаны с обратной стороны платы проводами.

Возможно это какая-то полузаводская плата (соединения проводом МГТФ были сделаны явно не на заводе). На этой плате был сделан картридж с компиляцией сборок игр картриджей с 1 по 4.

Плата №2

Этот картридж рассчитан на использование ПЗУ общим объёмом 128К либо 256К. Т.е. может стоять одно ПЗУ 27C020 либо одно 27C010 либо два 27C010.

Плата №2 с объёмом ПЗУ 256КБ.

Карта портов приставки «Эльф» и распределение памяти

Внутри "Эльф" представляет собой самый обыкновенный ZX-Spectrum с объёмом памяти 48К. Карта распределения памяти точно такая же, как в Спектруме:

#0000-#3FFF - область ПЗУ
#4000-#FFFF - область ОЗУ

А различие состоит в том, что всё ПЗУ приставки «Эльф» разбито на «банки» размером 16КБ, и они могут подставляться в окно #0000-#3FFF. Управлением банками памяти занимается отдельный порт с номером #5F(95dec).

Карта портов приставки «Эльф»:

Биты								Адрес	Режим	Описание
7	6	5	4	3	2	1	0
0	1	0	1	1	1	1	1	#5F (95dec)	Write	Порт управления банками ПЗУ
0	0	0	1	1	1	1	1	#1F (31dec)	Read	Порт «Джойстик 1»
1	1	1	1	1	1	1	0	#FE (254dec)	Read	Порт «Джойстик 2»
1	1	1	1	1	1	1	0	#FE (254dec)	Write	Порт бордюра/звука

Серым цветом выделены биты, по которым производится дешифрация адреса порта.

Порт управления банками ПЗУ.

Порт выбирается при активном сигнале БМК /SSWR и A1=1. Внутри БМК сигнал /SSWR вырабатывается при записи в любой порт, в котором биты A7=0, A0=1. Поэтому приставка может откликаться как на порт #5F, так, к примеру, и на #1F и на #7F. В дальнейшем будет фигурировать адрес порта #5F, потому что именно по этому адресу выбираются банки в прошивке ПЗУ приставки.

Расладка битов порта такова:
- Биты 0-6 выбирают номер банка ПЗУ. Теоретически доступно 128 банков, во внутреннем ПЗУ приставки может быть от 2 до 8 банков (для ПЗУ размером от 32КБ до 128КБ). Объём ПЗУ картриджа реально обычно не превышает 16 банков (256К). В прошивке ПЗУ приставки сделан перебор только 64-х банков ПЗУ. Итого реально приставка может работать с картриджем объёмом максимум 64 банки памяти по 16К, т.е. 1МБ.
- Бит 7 выбирает ПЗУ приставки или ПЗУ картриджа. При D7=0 выбирается ПЗУ приставки, при D7=1 выбирается ПЗУ картриджа.

По сигналу сброса все биты порта #5F сбрасываются в 0. Таким образом включается 0-й банк встроенного в приставку ПЗУ, где располагается стартовое меню.

Порты джойстиков 1 и 2.

Для чтения данных с двух джойстиков используются порты #FE(254dec) и #1F(31dec). Раскладка по битам их такова:

Биты	Джойстик 1 порт #1F(31dec) (активный уровень - лог.1)	Джойстик 2 порт #FE(254dec) (активный уровень - лог.0)
D0	Right	Fire
D1	Left	Down
D2	Down	Right
D3	Up	Up
D4	Fire	Left
D5	1	x
D6	0	x
D7	1	x

"x" - значение бита неопределено (может быть как 0, так и 1).

Для джойстика-1 в нейтральном положении (когда ни одна кнопка не нажата) из порта #1F будет читаться значение %10100000 (160dec). Для джойстика-2 при ненажатых клавишах из порта #FE будет читаться %00011111 (31dec).

Адреса портов джойстиков выбрана исключительно потому, что БМК Т34ВГ1 имеет внутреннюю дешифрацию портов #FE(254dec) и встроенного системного порта, адрес которого немного совпадает с #1F(3dec). БМК имеет соответствующие выходы (/SSRD) для выбора этих портов. Порт #FE вообще полностью выполнен внутри БМК. Посему, чтобы не ставить дополнительные микросхемы для дешифрации портов было решено воспользоваться имеющимися портами.

Порт #FE(254dec) используется несколько нестандартно. В Спектруме это порт клавиатуры. В приставке он используется как порт второго джойстика. Соответственно все игры для приставки адаптированы, чтобы исключить использование клавиатуры в них.

Порт бордюра/звука

Порт #FE(254dec) используется на запись стандартно как в ZX-Spectrum за исключением того, что сигнал с бита, отвечающего за вывод на ленту, никуда не подключен.

Порт дешифрируется только биту A0=0. Поэтому запись в любые чётные порты вызовет срабатывание порта #FE.

Обратите внимание! Из неиспользуемых (несуществующих) портов будет читаться не #FFКак это сделано в большинстве клонов ZX-Spectrum, а совершенно "левые" значения. В основном чередуются #00 и #FF. Что-то похожее можно наблюдать на тех клонах, в которых реализован так называемый порт #FF, когда из любого несуществующего порта читаются атрибуты отображаемого в данный момент знакоместа. Однако в случае с "Эльфом" возвращаемые значения не очень похожи на значения атрибутов. По крайней мере тесты не находят в "Эльфе" порт #FF.

ПЗУ

ПЗУ приставки может иметь минимальный объём 32К. В одном банке должен находиться BASIC-48 (многие игры без него просто не будут работать), а второй банк содержит стартовое меню. Плата приставки сделана таким образом, чтобы без доработок устанавливать любое ПЗУ - 27C256, 27C512 или 27C010.

В ПЗУ приставки 0-й банк всегда содержит стартовое меню, а в банке #01 расположен бейсик-48.

Банки встроенного ПЗУ будут повторяться при выборе номера банка, большего чем имеется в ПЗУ. Т.е. для ПЗУ приставки объёмом 8 банков (27C010) содержимое ПЗУ будет повторяться каждые 8 банков: #00-#07, #08-#0F и так далее до банка #3F включительно.

Для картриджей с ПЗУ дело обстоит несколько иначе. Пока что для примера приведу как будет в картридже с платой №1. В нём дешифрация банков сделана с расчётом на 8 микросхем ПЗУ по 8 банков, хотя реально используется только 8 банков. Таким образом в банках #80-#87 будет ПЗУ картриджа, в остальных банках #88-#BF будет содержаться #FF.

Для картриджей с платой №2 в банках #80-#8F будет содержаться ПЗУ картриджа, в остальных банках #90-#BF будет содержаться значение #FF.

Расшифровка серийного номера и даты изготовления приставки и картриджей

На платах приставки и некоторых картриджей обозначен краской серийный номер. Вполне возможно, что он расшифровывается следующим образом:

Номера изготовленых изделий считаются в пределах месяца, и на следующий месяц «обнуляются».

Для картриджей вполне может быть так:

Сначала изготавливается печатная плата, а потом она паяется, поэтому дата изготовления печатной платы может не совпадать с датой изготовления картриджа. Условно - мы изготовили партию плат, положили их на склад, а потом понемногу паяем. Поэтому дата изготовления печатной платы будет раньше, чем дата изготовления картриджа.

Эмуляция приставки «Эльф»

На основе данных раздела «Внутренние порты приставки «Эльф» и карта её памяти» было написано дополнение к эмулятору Emu (автор Целиков Дмитрий). Теперь всем можно поиграть в игры для приставки, даже не имея её у себя на столе:

 

Ссылки на сайт с эмулятором в конце этой статьи.

Игровая приставка «Эльф-01»

Существует ещё один вариант игровой приставки под названием «Эльф-01». Изготавливался примерно в то же время, что и основной вариант приставки.

Плата более упрощённая, отсутствует кодер SECAM и динамик. Приставка может подключаться к телевизору только через RGB. Кроме того на плате предусмотрено место для установки разъёма (XS5) явно для подключения клавиатуры.

С программной точки зрения эта приставка ничем не отличается от обычной приставки «Эльф».

Схемы и прочие вкусности



Документация:
		Схема приставки «Эльф» (редакция от 17.07.2023)Внимание! Схему составлял я сам, схема неполная - есть только цифровая часть схемы без SECAM-кодера и ВЧ-модулятора. Этого вполне достаточно для понимания принципов работы приставки. Оставшуюся часть схемы я составлять не намерен из-за сложности прозвонки соединений
		Монтажный чертёж платы приставки «Эльф» (редакция от 18.03.2023)Чертёж неполный - есть только цифровая часть схемы без SECAM-кодера и ВЧ-модулятора.
		Паспорт к игровой приставке «Эльф»
		Паспорт к манипулятору игровому (джойстик)
Дополнительная периферия
		Адаптер для чтения картриджей приставки "Эльф" на ZX-SpectrumСхема, программа для чтения содержимого ПЗУ картриджей
		Схема картриджа с музыкальным сопроцессоромДля нормального функционирования музыкального сопроцессора потребуется некоторая доработка платы приставки.
Расширение ОЗУ до 128К
		Расширение памяти Спектрум-48 на ПЛМСтатья из журнала ZX-Ревю №2 за 1995 год.
		Расширение памяти "новодельной" приставки Эльф до 128КВ архиве только схема платы расширения.
Прошивки ПЗУ
		Прошивка оригинального ПЗУ приставки "Эльф" (ПЗУ 27C256) без встроенных игр
		Прошивка оригинального ПЗУ приставки "Эльф" (ПЗУ 27C010) с тремя играми
		Прошивка DD24 К155РЕ3
		Полный дизассемблер прошивки ПЗУ приставки «Эльф»В архиве - несколько вариантов исходников (текстовый вид и готовый проект для компиляции в среде iS-DOS/TASiS). Читаем файл readme.txt внутри архива.
Картриджи (схемы и прошивки)
		Схема картриджа с вариантом платы №1В архиве два варианта схем с платой №1
		Схема картриджа с вариантом платы №2
		Прошивка ПЗУ картриджа "Эльф-1" (ПЗУ 256КБ)
		Прошивка ПЗУ картриджа "Эльф-2" (ПЗУ 256КБ)
		Прошивка ПЗУ картриджа "Эльф-2" (ПЗУ 256КБ) (ещё один вариант картриджа) За предоставленный образ ПЗУ благодарю московский Клуб истории развития информатики и ЭВМ.
		Прошивка ПЗУ картриджа "Эльф-3" (ПЗУ 256КБ)
		Прошивка ПЗУ картриджа "Эльф 1-4" (ПЗУ 1024КБ)
		Прошивка ПЗУ картриджа "Эльф-4" (ПЗУ 256КБ)
		Прошивка ПЗУ картриджа "Эльф-5" (ПЗУ 256КБ)
		Прошивка ПЗУ картриджа "Эльф-6" (ПЗУ 256КБ)
		Прошивка ПЗУ картриджа "Эльф-7" (ПЗУ 256КБ)
		Прошивка ПЗУ картриджа "Эльф-8" (ПЗУ 256КБ)
		Прошивка ПЗУ картриджа "Эльф-9" (ПЗУ 256КБ)
		Прошивка ПЗУ картриджа "Эльф-10" (ПЗУ 256КБ)
Дополнительные адаптированные программы
		Картридж для «Эльфа» с тестами Исходник в виде trd-образа, прошивка для записи в ПЗУ 256К
		Игра «METAL MAN Reloaded»Автор адаптации - krt17
		Игра «Tetris 2»Внимательно читаем файл readme.txt внутри архива! Версия адаптации от 3.04.2016
		Игра «l'Abbaye»Автор адаптации - Jerri
		Игра «Target Renegade»Внимательно читаем файл readme.txt внутри архива! Версия адаптации от 23.01.2022
		Игра «Level 5»Дата адаптации - 29.05.2022
		Игра «Exolon»Дата адаптации - 2.06.2022
		Игра «Dizzy-Y»Дата адаптации - 20.06.2022
		Игра «Worsesea»Дата адаптации - 6.02.2023
		Картридж для «Эльфа» со всеми адаптированными мной играми Требуемый объём ПЗУ/Flash - 512K
Корпусные детали приставки для распечатки на 3D-принтере
		Нижняя крышка приставки В моей приставке была утеряна нижняя крышка, поэтому пришлось спроектировать и распечатать замену. Внимание: деталь не повторяет в точности оригинальную нижнюю крышку приставки!
		Самодельный корпус для приставки «Эльф-01»Корпус не мой, мне прислали. Поэтому выкладываю как есть.
Новодельный универсальный картридж для приставки «Эльф»
		Полный комплект документации для изготовления новодельного картриджа для приставки «Эльф»В архиве содержится схема картриджа, разводка платы, файлы для заказа изготовления платы, файлы деталей корпуса для печати на 3D принтере.
Прочее
		Логотип приставки в хорошем качестве Обрисовывал и делал векторизацию оригинального логотипа Igor Family из объединения Replycont (https://vk.com/replycont)
Ссылки:
http://www.tsvetotron.com/ - сайт завода «Цветотрон», производителя игровой приставки «Эльф»
Сайт «Башкирия-2М». Автор сайта (Целиков Дмитрий) ввёл поддержку приставки «Эльф» в свой эмулятор. Ссылка непосредственно на страницу для скачивания эмулятора. В составе эмулятора есть конфигурация «обычной» приставки с 48K RAM и конфигурация для «Эльф-128К».

---

© 2009-2024, Prusak

Использование текстовых, фото- и видеоматериалов сайта допускается только при условии указания ссылки на https://zxbyte.ru.
Есть вопросы, замечания, предложения по материалам сайта? Жмите сюда.