vault backup: 2025-04-18 22:00:49

2025-04-18 22:00:49 +05:00
parent 4de7cc7161
commit 92b9a0ea9e
3 changed files with 300 additions and 6 deletions
--- a/.obsidian/workspace.json
+++ b/.obsidian/workspace.json
@@ -41,12 +41,12 @@
            "state": {
              "type": "markdown",
              "state": {
-                "file": "PERSONAL PROJECTS/PS1 DMA CD-ROM.md",
+                "file": "PERSONAL PROJECTS/PS1 MDEC.md",
                "mode": "source",
                "source": false
              },
              "icon": "lucide-file",
-              "title": "PS1 DMA CD-ROM"
+              "title": "PS1 MDEC"
            }
          }
        ],
@@ -207,9 +207,11 @@
  },
  "active": "dd912cc876184c4f",
  "lastOpenFiles": [
-    "PERSONAL PROJECTS/LZSS C++ Lib.md",
-    "PERSONAL PROJECTS/PS1 DMA CD-ROM.md",
+    "PERSONAL PROJECTS/PS1 DMA.md",
+    "PERSONAL PROJECTS/PS1 MDEC.md",
    "PERSONAL PROJECTS/PS1 Gpu-DMA.md",
+    "PERSONAL PROJECTS/PS1 DMA CD-ROM.md",
+    "PERSONAL PROJECTS/LZSS C++ Lib.md",
    "WORK & PROJECTS/Mol/Ideas/Все идеи для Моли.md",
    "WORK & PROJECTS/Mol/Серверы/mail.mol-soft.ru.md",
    "WORK & PROJECTS/Mol/Документы для ТЗ ЛИМС/СМК/КУ_Чек_лист_10_ошибок_УД_скачивание.pdf",
@@ -249,8 +251,6 @@
    "WORK & PROJECTS/Mol/Серверы/Alfa cloud prod_canvas2doc-data/newdoc-node_da4380327e36e455_fromCanvas.md",
    "WORK & PROJECTS/Mol/Серверы/Alfa cloud prod_canvas2doc-data/newdoc-node_d0967a61e8872474_fromCanvas.md",
    "WORK & PROJECTS/Mol/Серверы/Alfa cloud prod_canvas2doc-data/newdoc-node_be85b0f0c9d7c5c9_fromCanvas.md",
-    "WORK & PROJECTS/Mol/Серверы/Alfa cloud prod_canvas2doc-data/newdoc-node_b9a89b6c704bbab9_fromCanvas.md",
-    "WORK & PROJECTS/Mol/Серверы/Alfa cloud prod_canvas2doc-data/newdoc-node_ac17a82fee50447b_fromCanvas.md",
    "WORK & PROJECTS/Mol/Серверы/Alfa cloud prod.canvas",
    "PERSONAL PROJECTS/P2EP/cdRead.canvas",
    "P2EP/cdRead.canvas",
--- a/PROJECTS/PS1
+++ b/PROJECTS/PS1
@@ -0,0 +1,148 @@
+### **DMA (Direct Memory Access) в PlayStation 1**  
+DMA в PS1 — это механизм, позволяющий устройствам (GPU, CD-ROM, SPU и др.) **передавать данные напрямую в RAM без участия CPU**. Это ускоряет работу системы, освобождая процессор для других задач.  
+
+---
+
+## **1. Для чего нужен DMA в PS1?**
+- **Ускорение передачи данных**: CPU (R3000A) слишком медленный для копирования больших объёмов данных.
+- **Разгрузка CPU**: Позволяет играм одновременно:
+  - Рендерить графику (GPU).
+  - Загружать уровни с CD-ROM.
+  - Проигрывать музыку (SPU).
+- **Параллельная работа устройств**: Например, CD-ROM может грузить данные, пока GPU рисует кадр.
+
+---
+
+## **2. Как работает DMA?**
+### **2.1. Общий принцип**
+1. **CPU настраивает DMA**: Указывает источник, приёмник и размер данных.
+2. **DMA-контроллер берёт управление шиной**: CPU временно "засыпает".
+3. **Данные копируются напрямую** из устройства в RAM (или наоборот).
+4. **DMA завершает работу** и сообщает CPU через прерывание.
+
+### **2.2. Регистры DMA**
+Главный контроллер DMA находится по адресу **`0x1F8010F0`**, но каждый канал имеет свои регистры:  
+
+| Адрес          | Назначение                     |
+|----------------|--------------------------------|
+| `0x1F8010F0`   | **DPCR** (Управление каналами) |
+| `0x1F8010F4`   | **DICR** (Статус/прерывания)   |
+| `0x1F8010__`   | Регистры конкретных каналов    |
+
+---
+
+## **3. Каналы DMA и их назначение**
+В PS1 есть **6 каналов DMA**, каждый закреплён за конкретным устройством:  
+
+| Канал | Устройство  | Назначение                                                                 |
+|-------|------------|----------------------------------------------------------------------------|
+| **0** | MDEC (IN)  | Декодирование видео (например, FMV из MPEG).                               |
+| **1** | MDEC (OUT) | Вывод декодированных данных.                                               |
+| **2** | GPU        | Передача команд и данных в видеопроцессор (например, списки отображения).  |
+| **3** | CD-ROM     | Чтение данных с диска.                                                     |
+| **4** | SPU        | Загрузка семплов и команд в звуковой процессор.                            |
+| **5** | PIO (EXT)  | Расширенный порт (редко используется).                                     |
+| **6** | OTC        | Очистка RAM (используется для Ordering Table в GPU).                       |
+
+---
+
+## **4. Как настроить и запустить DMA?**
+### **4.1. Общий алгоритм**
+Для любого канала DMA нужно:
+1. **Установить источник и приёмник**:
+   - Если передача **из RAM в устройство** (например, GPU):
+     - Источник: Адрес в RAM.
+     - Приёмник: Регистр устройства (например, `0x1F801810` для GPU).
+   - Если передача **из устройства в RAM** (например, CD-ROM):
+     - Источник: Данные устройства (буфер CD-ROM).
+     - Приёмник: Адрес в RAM.
+
+2. **Задать размер блока** и режим DMA:
+   - Размер: Сколько слов (4 байта) передать.
+   - Режим:  
+     - `0x01000000` — одношаговый (по одному слову).  
+     - `0x01000200` — пакетный (пачками, быстрее).  
+
+3. **Включить канал** через **DPCR** и **DICR**.
+
+---
+
+### **4.2. Примеры кода**
+#### **Пример 1: Передача данных в GPU (канал 2)**
+```asm
+; Настройка DMA для GPU
+li a0, 0x1F8010A0    ; Адрес регистра DMA2 (GPU)
+la a1, command_list  ; Адрес данных в RAM
+sw a1, 0(a0)         ; Источник = command_list
+
+li a0, 0x1F8010A4    
+li a1, 0x01000200    ; Размер + режим (пакетный)
+sw a1, 0(a0)
+
+li a0, 0x1F8010A8    
+li a1, 0x01000001    ; Включить DMA
+sw a1, 0(a0)
+```
+
+#### **Пример 2: Чтение CD-ROM (канал 3)**
+```c
+#include <libcd.h>
+
+void cd_read_sectors(int lba, int num_sectors, void *buffer) {
+    CdRead(num_sectors, (CdlLOC*)&lba, CD_READ_SPEED, buffer);
+    CdReadSync(0); // Ожидать завершения DMA
+}
+```
+
+---
+
+## **5. Важные нюансы**
+### **5.1. Синхронизация**
+- DMA работает **асинхронно**. Нужно ждать завершения:
+  - Через **прерывание** (если настроено в DICR).
+  - Через **опрос флага** (например, `CdReadSync` для CD-ROM).
+
+### **5.2. Ограничения**
+- **Размер блока**: Не более 64 КБ за одну передачу.
+- **Выравнивание**: Адреса в RAM должны быть кратны 4.
+
+### **5.3. Конфликты**
+- Если два устройства пытаются использовать DMA одновременно, возможны **задержки**.
+- Решение: планировать передачу данных между кадрами (например, в VBlank).
+
+---
+
+## **6. DMA и Ordering Table (GPU)**
+Для 3D-рендеринга DMA используется для передачи **Ordering Table** (OT):
+1. CPU формирует список примитивов в RAM.
+2. DMA (канал 2) копирует OT в GPU.
+3. GPU рендерит кадр, соблюдая порядок из OT.
+
+**Пример очистки OT через DMA (канал 6)**:
+```asm
+li a0, 0x1F8010E0    ; DMA6 (OTC)
+la a1, ot_buffer     ; Адрес OT
+sw a1, 0(a0)
+
+li a0, 0x1F8010E4
+li a1, 0x00010000    ; Размер (например, 256 слов)
+sw a1, 0(a0)
+
+li a0, 0x1F8010E8
+li a1, 0x11000002    ; Режим: очистка OT
+sw a1, 0(a0)
+```
+
+---
+
+## **7. Итог**
+- **DMA в PS1** — это ключевой механизм для быстрой передачи данных между устройствами и RAM.
+- **6 каналов**, каждый закреплён за конкретным устройством (GPU, CD-ROM, SPU и др.).
+- **Настройка** требует указания источника, приёмника и режима работы.
+- **Оптимизация DMA** критична для производительности (например, загрузка уровней без лагов).
+
+Для глубокого понимания изучите:  
+- [PSX DMA Hardware Specs](http://problemkaputt.de/psx-spx.htm#dmacontroller)  
+- [PsyQ SDK Docs](http://psx.arthus.net/sdk/PsyQ/DOCS/)  
+
+Это основа для создания плавных игр вроде *Crash Bandicoot* или *Tekken 3*! 🚀
--- a/PROJECTS/PS1
+++ b/PROJECTS/PS1
@@ -0,0 +1,146 @@
+Рендеринг потокового видео (FMV, Full Motion Video) на PlayStation 1 — это сложный процесс, сочетающий чтение данных с CD-ROM, декодирование через MDEC (Motion DECoder) и вывод на экран через GPU. Вот пошаговое объяснение:
+
+---
+
+### **1. Подготовка данных на диске**
+- Видео хранится в специальном формате **STR** (Sony's Video Format), который содержит:
+  - **Видеопоток** — сжатый через MPEG-1 (но упрощённый для PS1).
+  - **Аудиопоток** — ADPCM или CD-DA (Red Book Audio).
+  - **Субтитры/тайминг** — дополнительные данные.
+
+Данные разбиты на **секторы CD-ROM (Mode 2 XA)**, где чередуются видео и аудио.
+
+---
+
+### **2. Загрузка данных с CD-ROM**
+1. **CPU отправляет команду чтения**:
+   ```c
+   CdReadSector(/*Сектор начала*/, /*Кол-во секторов*/, /*Буфер в RAM*/);
+   ```
+2. **DMA (канал 3) копирует данные** из буфера CD-ROM в RAM:
+   - Используется **двойная буферизация**:
+     - Пока DMA заполняет **Буфер 1**, CPU/MDEC обрабатывает **Буфер 2**.
+   - Размер буфера обычно **16–32 КБ** (8–16 секторов).
+
+3. **Ожидание завершения**:
+   ```c
+   CdReadSync(0); // Блокирующее ожидание
+   ```
+
+---
+
+### **3. Декодирование видео через MDEC**
+1. **CPU настраивает MDEC** (канал DMA 0/1):
+   - Указывает адрес сжатых данных в RAM.
+   - Запускает декодирование:
+     ```asm
+     li t0, 0x1F801820  // MDEC_CMD
+     li t1, 0x60000000  // Команда "Decode Macroblock"
+     sw t1, 0(t0)
+     ```
+
+2. **MDEC декодирует MPEG-1**:
+   - Кадр разбит на **макроблоки 16x16**.
+   - Используется **DCT (Discrete Cosine Transform)** + **RLE (Run-Length Encoding)**.
+   - На выходе — **RGB16 (15-битный)** или **YUV** пиксели.
+
+3. **DMA (канал 1) копирует результат** в RAM:
+   - Готовые кадры сохраняются в **отдельный буфер** (например, 320x240, 16-бит).
+
+---
+
+### **4. Вывод на экран через GPU**
+1. **CPU отправляет кадр в VRAM**:
+   - Через DMA (канал 2) или вручную (порт `GP0`).
+   - Пример:
+     ```asm
+     li a0, 0x1F8010A0  // DMA GPU (канал 2)
+     la a1, frame_buffer
+     sw a1, 0(a0)       // Источник
+     li a1, 0x01000200  // Размер + режим
+     sw a1, 4(a0)
+     ```
+
+2. **GPU выводит кадр**:
+   - Используется **полноэкранный спрайт** (Rectangular Texture).
+   - Команда:
+     ```asm
+     li t0, 0x1F801810  // GP0
+     li t1, 0xA0000000  // Команда "Draw Rectangle"
+     sw t1, 0(t0)
+     ```
+
+3. **Синхронизация с VBlank**:
+   - Чтобы избежать артефактов, обновление кадра происходит **во время VBlank**:
+     ```c
+     VSync(0);
+     ```
+
+---
+
+### **5. Аудиосопровождение**
+- **ADPCM-аудио** декодируется через SPU (канал DMA 4):
+  ```c
+  SpuSetTransferMode(SPU_TRANSFER_BY_DMA);
+  SpuWrite(audio_buffer, audio_size);
+  ```
+- **CD-DA (Red Book)** воспроизводится напрямую с диска (аппаратно).
+
+---
+
+### **6. Оптимизации**
+1. **Чередование данных (Interleaving)**:
+   - Видео и аудио секторы чередуются на диске для плавности.
+   - Пример структуры:
+     ```
+     [VIDEO] [AUDIO] [VIDEO] [AUDIO]...
+     ```
+
+2. **Предзагрузка**:
+   - Игры заранее грузят несколько кадров в память.
+
+3. **Пропуск кадров**:
+   - Если декодирование не успевает, PS1 пропускает кадры (например, в Resident Evil).
+
+---
+
+### **7. Пример кода (упрощённый цикл FMV)**
+```c
+void play_fmv() {
+    uint8_t video_buffer[32768];
+    uint16_t frame_buffer[320*240];
+
+    while (!fmv_finished) {
+        // 1. Чтение с CD-ROM
+        CdReadSector(current_sector, 16, video_buffer);
+        CdReadSync(0);
+
+        // 2. Декодирование через MDEC
+        MDEC_DecodeFrame(video_buffer, frame_buffer);
+
+        // 3. Вывод через GPU
+        GPU_SendFrame(frame_buffer);
+
+        // 4. Синхронизация
+        VSync(0);
+        current_sector += 16;
+    }
+}
+```
+
+---
+
+### **8. Проблемы и ограничения**
+- **Низкое разрешение**: 320x240 (чаще 256x224 для экономии памяти).
+- **Цветовые артефакты**: Из-за 15-битного RGB.
+- **Задержки**: Если CD-ROM не успевает, видео тормозит.
+
+---
+
+### **Итог**
+1. **Чтение** с CD-ROM через DMA.
+2. **Декодирование** через MDEC.
+3. **Вывод** через GPU.
+4. **Синхронизация** с VBlank.
+
+Именно так работали FMV в играх вроде *Metal Gear Solid* и *Final Fantasy VII*! 🎥