SergObsidian/PS1 DMA.md at f72bc1285d325599c9361ac34a3c7c1516db24c7

Files

sShemet 491d7fc92a vault backup: 2025-04-18 23:10:56

2025-04-18 23:10:56 +05:00

7.6 KiB

Raw Blame History

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

CPU настраивает DMA: Указывает источник, приёмник и размер данных.
DMA-контроллер берёт управление шиной: CPU временно "засыпает".
Данные копируются напрямую из устройства в RAM (или наоборот).
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:

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.
Задать размер блока и режим DMA:
- Размер: Сколько слов (4 байта) передать.
- Режим:
  - 0x01000000 — одношаговый (по одному слову).
  - 0x01000200 — пакетный (пачками, быстрее).
Включить канал через DPCR и DICR.

4.2. Примеры кода

Пример 1: Передача данных в GPU (канал 2)

; 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)

#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):

CPU формирует список примитивов в RAM.
DMA (канал 2) копирует OT в GPU.
GPU рендерит кадр, соблюдая порядок из OT.

Пример очистки OT через DMA (канал 6):

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:

Это основа для создания плавных игр вроде Crash Bandicoot или Tekken 3! 🚀

7.6 KiB Raw Blame History Unescape Escape