Nintendo Entertainment System | especificaciones técnicas

Especificaciones técnicas

Carcasa Original

Los cartuchos europeos y estadounidenses eran significativamente más largos que sus homólogos japoneses, aunque no eran tan anchos como estos.

La Famicom original japonesa estaba hecha predominantemente de plástico blanco, con adornos en un tono rojizo oscuro. Técnicamente, tenía una ranura de carga para el cartucho en la parte superior y surcos en ambos lados de la carcasa, en los cuales se podían guardar los controladores de cableado mientras no eran usados.

Por otra parte, la versión original de la NES norteamericana tenía un diseño radicalmente distinto; su esquema de colores consistía en dos tonos diferentes de gris, con adornos en color negro. La ranura para los cartuchos estaba cubierta por una pequeña puerta a base de bisagras que podía abrirse para insertar o extraer un cartucho, así como cerrarse en cualquier momento. Las dimensiones de este modelo eran de aproximadamente diez pulgadas de ancho por ocho de largo y 3,5 de alto. Cuando se abría, la puerta del cartucho aumentaba en una pulgada la altitud de la unidad.

Modelo rediseñado

El modelo NES-101 de la Nintendo NES —conocido como HVC-101 en Japón, así como top-loader (trad. lit. «Cargador superior») en algunas regiones estadounidenses, o informalmente como NES 2— usa la misma combinación básica de colores, aunque guarda varias diferencias de carácter sutil. El interruptor de poder se ilumina con un color rojo brillante, y se desliza en las posiciones de encendido y apagado, de manera parecida a la Super Nintendo, en lugar del botón original que requería pulsarse. Además, no contaba con ningún indicador de poder LED en la unidad. De manera similar a la Family Computer original, los cartuchos se insertaban en una ranura ubicada en la parte superior. De hecho, la NES 2 se rediseñó a partir de la Super Nintendo, lo cual explica que ambos sistemas tengan en común varias características de diseño. Además, el modelo NES-101 es considerablemente más compacto que el modelo original, midiendo seis pulgadas de ancho por siete de largo y 1,5 de alto. También, ofrecía tan sólo salidas RF, contrario a las salidas RF y RCA que venían en la consola primeriza, mientras que el modelo japonés HVC-101 de la Family Computer poseía únicamente conectores RCA.

Cartuchos

Todos los cartuchos oficialmente patentados en Norteamérica (NTSC) y Europa (PAL), también conocidos como «carts», miden 5,25 pulgadas (13,3 cm) de alto, 4,75 (12 cm) de ancho y 0,75 pulgadas (2 cm) de espesor. En un inicio, los carts de la NES eran ensamblados con cinco pequeños tornillos ranurados; juegos posteriores (después de 1987) se rediseñaron de tal manera que incorporaran a un par de clips de plástico moldeados en el propio material, con lo que ya no eran necesarios los dos tornillos de la parte superior.[64]​ Esta es la razón por la que los cartuchos NES más antiguos son referidos como «5-screw» en inglés, diferenciándose de otros por sus superficies planas y, como su nombre sugiere, por los cinco tornillos que poseían. En este mismo período, los tornillos estándar se modificaron a piezas de 3,8 mm las cuales, por sus características, vinieron a afianzar las ROM para evitar su manipulación. La parte trasera del cartucho tiene una etiqueta con instrucciones de manejo, la cual era de color gris para los juegos estándar y dorada (o en raros casos, plateada) para los títulos que requerían el respaldo de una batería. Con la salvedad de The Legend of Zelda y Zelda II: The Adventure of Link, que pueden conseguirse en carts de plástico dorado, todos los cartuchos NTSC y PAL tenían una tonalidad de plástico gris estandarizada. Los carts que no tenían licencia eran producidos en los colores negro (Tengen, American Video Entertainment y Wisdom Tree), azul (Color Dreams y Wisdom Tree), dorado (Camerica) y transparente (juegos Action 52 y Cheetahmen II), siendo un tanto diferentes en la forma y estilo en comparación con los carts originales. Nintendo produjo también cartuchos amarillos para su uso en los Nintendo Service Centers, aunque estos prototipos nunca estuvieron disponibles a la venta para los consumidores.

Por otra parte, los cartuchos de la Famicom se diferenciaban en las medidas —solamente 3 pulgadas de largo (7,6  cm) y 5,3 (13,5 cm) de ancho— y en la interfaz (los juegos de la NES usaban una de 72 pines, mientras los de Famicom tenían un diseño de 60 pines). Algunos de sus juegos primerizos (principalmente Gyromite) eran realmente PCBs y ROMs propios de la Famicom con una interfaz de 60 pines, que poseían un convertidor interno para su ejecución en el sistema.[65]​ A diferencia de los juegos de Nintendo NES, los carts oficiales de la Famicom eran producidos en varios colores de plástico. Posteriormente, se pusieron a la venta unos adaptadores que permitían que los títulos de la Famicom sean reproducidos en las consolas NES, y que eran parecidos en su diseño a los del accesorio Game Genie.

Unidad central de proceso

La versión de la NES comercializada en regiones PAL, incorporaban una CPU Ricoh 2A07.

Para su unidad central de proceso, la NES usa un microprocesador de 8 bits producido por Ricoh y basado en un núcleo MOS Technology 6502. Asimismo, incorpora un hardware estándar de sonido y un controlador de DMA on-die. Para ahorrar algo de espacio en el silicio, el CPU Ricoh omitió el comando BCD (código binario decimal) del núcleo 6502. Las versiones NTSC (Norteamérica y Japón) usan el Ricoh 2A03 (o RP2A03), que funciona a 1,79 MHz.[67]

Memoria

Nintendo NES contiene dos KB de memoria de acceso aleatorio (RAM) interna. Un cartucho de juego puede llegar a contener RAM expandida para incrementar esta cifra. Asimismo, cuenta con 2 KB de RAM de video que son utilizados por la unidad de procesamiento de imágenes (PPU), 256 bytes de RAM sprite y un poco de RAM de paleta (usada para mostrar los gráficos en la pantalla). El sistema soporta hasta 32 KB del programa ROM, aunque puede ser ampliado por órdenes de magnitud mediante el proceso de conmutación de bancos (en inglés, bank switching) —consistente en aumentar la cantidad de memoria RAM y ROM direccionable sin extender el bus de direcciones; esta técnica también se utilizaba para configurar un sistema en momentos diferentes, por ejemplo, una ROM indispensable para iniciar un sistema desde un disquete podía ser cambiada una vez que ya no se requiriera—. Además, los cartuchos podían contener 8 KB de SRAM (conocida también como «memoria estática») y 8 168 bytes (aproximadamente 8 KB) de espacio de direcciones reservado como «zona de expansión». Otro tipo de memoria disponible en el cartucho era la VRAM (Video Random Access Memory) —el hardware de mapeo incluido en el cartucho permitía expandir la memoria de vídeo más allá de 12 KB)—.[66]

Video

La NES utiliza una unidad de procesamiento de imágenes (PPU) estándar desarrollada por Ricoh. La versión del procesador usada en los modelos NTSC, designada como RP2C02, opera a 5,37 MHz, mientras que la versión utilizada en los modelos PAL, llamada RP2C07, funciona a 5,32 MHz.[68]

Todas las variaciones de la PPU tienen dos KiB de RAM de video, 256 bytes de RAM on-die atribuible (conocida como «OAM») para posicionar los sprites y 28 bytes adicionales de RAM on-die de paleta para permitir la selección del fondo de pantalla y los colores de los mismos mapas de bits ya mencionados. Esta memoria se almacena separadamente en buses internos de la PPU. Los 2 KiB de memoria RAM interna pueden usarse para diseñar mapas y atributos en el tablero de la NES, así como 8 KiB de ROM o RAM pueden incluirse en un cartucho a manera de patrón de mosaicos. Usando el «método de paginación» (bank switching), se puede utilizar virtualmente cualquier suma de memoria adicional desde un cartucho, siendo sólo limitado por los costos de fabricación.[66]

El sistema dispone también de una paleta de colores formada por un conjunto de cinco grises y 48 colores. Los colores rojo, verde y azul pueden oscurecerse de manera individual en regiones específicas de la pantalla, usando para ello, y de forma cuidadosa, códigos temporales. Un total de hasta 25 colores pueden ser usados en una sola línea de exploración: un color de fondo, cuatro sets de tres colores de mosaico más cuatro conjuntos de tres colores de sprite. Este total no incluye desacentuación o suavizamiento de contrastes.[66]

Un total de 64 sprites pueden mostrarse en la pantalla al mismo tiempo sin que sprites recargados aparezcan en la mitad de la pantalla. Los sprites pueden tener una resolución de ocho por ocho pixeles, o de ocho por 16 pixeles, aunque la elección tiene que hacerse globalmente y afecta a todos los sprites. Hasta ocho sprites se pueden presentar en una única línea de exploración, usando un flag para indicar en qué momento los sprites adicionales se han caído. Este flag permite la rotación de las prioridades de los sprites en el software, incrementando la cifra máxima de sprites, aunque comúnmente ocasiona un efecto de parpadeo.[66]

La PPU permite solo una capa de scrolling horizontal, aun cuando ésta puede cambiarse por una capa basada en cada línea de pantalla. Ciertamente, existen métodos de programación más avanzados que permiten hacer esta misma función con el scrolling vertical.[66]

La resolución de pantalla estándar de la NES es de 256 pixeles horizontales por 240 pixeles verticales. Comúnmente, los juegos diseñados para el sistema NTSC tenían una resolución efectiva de sólo 256 por 224 pixeles, de modo que las ocho líneas del fondo y de la parte superior de la pantalla no son visibles en la mayoría de los televisores. Para memoria adicional de video de banda ancha, era igualmente posible apagar la pantalla antes de que el barrido de trama alcanzara la parte inferior de la pantalla.[66]

Los conectores de salida de video variaban de un modelo a otro. La Famicom japonesa original sólo disponía de un modulador RF. Cuando se lanzó al mercado en Norteamérica y Europa, se le añadió un conector RCA para video compuesto además del modulador RF. La AV Famicom no tenía modulador RF y adoptó una salida de video compuesto a través de un conector multisalida patentado de doce pines, mismo que se había introducido por primera vez en la Super Famicom/Super Nintendo. Por otra parte, la reedición norteamericana de la NES, la NES 2, se asemejaba más al modelo de la Famicom original, en que disponía únicamente de un modulador RF para la salida de vídeo.[49]​ Finalmente, la PlayChoice-10 utilizaba una salida de video RGB invertida.

Audio

La placa base de la NES soportaba un total de cinco canales de sonido, entre los que se incluían dos canales de onda de pulso de ciclo de trabajo variable —un ciclo de trabajo se define como la fracción de tiempo que un sistema se encuentra en estado «activo»— (12,5%, 25%, 50% y 75%), con un control de volumen de 16 niveles y un hardware de portamento, soportando frecuencias en un rango de 54 Hz a 28 kHz. Los canales adicionales incluían un canal de onda triangular de volumen fijo que soportaba frecuencias de 27 Hz a 56 kHz, un canal de ruido blanco con 16 niveles de volumen que soportaba dos modos (ajustando las entradas en un LFSR) en 16 frecuencias preprogramadas, y un canal de modulación de impulsos diferenciales (DPCM) con seis bits de rango, que hacía uso de una codificación delta de un bit en 16 frecuencias de muestreo preprogramadas de 4,2 kHz a 33,5 Khz. Este último canal era capaz asimismo de reproducir sonido estándar PCM mediante la escritura de los valores individuales de siete bits en intervalos de tiempo.[66]

Resumen de especificaciones técnicas

  • CPU: Procesador manufacturado por Ricoh de 8 bits basado en MOS Technology 6502, con 4 generadores de tonos (dos cuadrados, un triángulo, un ruido), un dispositivo DAC, y Controlador DMA restringido. Contiene 2 KB de RAM interna.
    • Diferencias según regiones:
    • RAM: 2 KB, con opción de utilizar una expansión si estaba presente en el cartucho.
  • PPU: Procesador de vídeo Ricoh
    • Diferencias según regiones:
      • Versión NTSC, llamada RP2C02, 5,37 MHz con salida de vídeo compuesto.
      • Versión PAL, llamada RP2C07, 5,32 MHz con salida de vídeo compuesto.
      • Versión PlayChoice-10 (PC10), llamada RP2C03, 5,37 MHz con salida de vídeo RGB (a frecuencias NTSC).
      • Versiones Serie Nintendo Vs.Nintendo Vs. llamadas RP2C04 y RP2C05, 5,37 MHz con salida de vídeo RGB (con frecuencias NTSC) usando paletas irregulares.
    • Paleta: 48 colores y cinco grises en la paleta base; rojo, verde, y azul se pueden oscurecer individualmente en regiones específicas de la pantalla usando código temporizado.
    • Colores en pantalla: 52 colores en una línea de escaneo (color de fondo + 4 conjuntos de 3 colores de cuadro + 4 conjuntos de 3 colores de sprite).
    • Animaciones (sprites) apoyadas por hardware.
      • Sprites en pantalla: 64 (sin recarga en mitad de pantalla).
      • Tamaños de sprite: 8x8 u 8x16 pixeles.
    • Memoria de video: PPU conectada a 32 KB de vídeo RAM. PPU contiene 2 KB de RAM interno atribuible/de cuadro; 256 bytes de RAM de posición de sprite; 28 bytes de RAM de paleta (que permite selección de color de fondo); 8 KB de ROM/RAM de patrones de cuadros en el cartucho.
    • Resolución: 256x240 píxeles.
  • Conectores:
    • Puertos para control: 2
    • Ranura de cartuchos de juego de 72 pines
    • Bahía de extensión
    • Salida de audio video monaural
    • Salida de video compuesto RF
    • Entrada de corriente DC
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