ＴＮＳ−ＨＦＣ４・ＴＮＳ−ＨＦＣ３・ＴＮＳ−ＨＦＰ１・ＴＮＳ−ＨＦＣ２バンク切換方法と
メモリ利用のガイドライン
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拡張スロットユニットのオンボード音源ガイドライン

はじめに

Ｗｉｎｄｏｗｓなどのエミュレータ上のＮＳＦ演奏では、ファミリーコンピュータ実機での演奏を意識しないでも正常演奏することが出来ます。
ＴＮＳ−ＨＦＣ４・ＴＮＳ−ＨＦＣ３・ＴＮＳ−ＨＦＰ１・ＴＮＳ−ＨＦＣ２は、ＮＳＦフォーマット Ver 1.61に基づいて設計しておりますが、このファミリーコンピュータと
エミュレータの極一部の差異が、ＴＮＳ−ＨＦＣ４・ＴＮＳ−ＨＦＣ３・ＴＮＳ−ＨＦＰ１・ＴＮＳ−ＨＦＣ２でのＮＳＦデータ演奏の妨げになる場合があります。

バンク切換の前に

ファミリーコンピュータ(以下、ファミコンと表記)に使用されているＣＰＵでは、以下のアドレスに特別な意味があります。

このアドレスに書かれている内容は、割り込み要求がＣＰＵに入力されたφ２サイクルの次の命令サイクルでＣＰＵに読み込まれます。

ここで、ＮＳＦ標準仕様バンク切換レジスタにアクセスを行った場合の動作不具合例を示します。

ＮＳＦファイルをバンクメモリに読み込んだ初期状態

この状態では前出の３つの割り込みベクタは、バンク番号＄０７内のアドレス＄０ＦＦＡ〜０ＦＦＦに書き込まれています。
そこで、ＣＰＵ側のアプリケーションから、バンクレジスタを操作します。

バンクレジスタを操作した状態

ＣＰＵから見たアドレスでは、＄Ｆ０００〜ＦＦＦＦから読み出すデータは、＄８０００〜８ＦＦＦに書き込まれているデータと同じになります。
つまり、割り込みが発生した場合にＣＰＵが読み出すベクタアドレスは＄８ＦＦＡ〜８ＦＦＦとなり、このアドレスに有効なアドレスが
書き込まれていない場合には、割り込みジャンプ先が正しくないため、アプリケーションは暴走します。

ＴＮＳ−ＨＦＣ４・ＴＮＳ−ＨＦＰ１・ファミコン実機演奏に対応したバンク切換の方法

アプリケーションを暴走させないバンク切換の方法には以下の２つ方法があります。

1. 割り込みベクタ専用バンク番号を確保する
   具体例としては、
   

   ＣＰＵアドレス	対応バンクレジスタ	TNS-HFC4 バンク番号	TNS-HFC3 (1024KB版) バンク番号	TNS-HFC2 バンク番号	TNS-HFP1 バンク番号
   ＄８０００〜８ＦＦＦ	＄５ＦＦ８	＄００〜ＦＥ可変	＄００〜ＦＦ可変	＄００〜７Ｆ可変	＄００〜１Ｅ可変
   ＄９０００〜９ＦＦＦ	＄５ＦＦ９	＄００〜ＦＥ可変	＄００〜ＦＦ可変	＄００〜７Ｆ可変	＄００〜１Ｅ可変
   ＄Ａ０００〜ＡＦＦＦ	＄５ＦＦＡ	＄００〜ＦＥ可変	＄００〜ＦＦ可変	＄００〜７Ｆ可変	＄００〜１Ｅ可変
   ＄Ｂ０００〜ＢＦＦＦ	＄５ＦＦＢ	＄００〜ＦＥ可変	＄００〜ＦＦ可変	＄００〜７Ｆ可変	＄００〜１Ｅ可変
   ＄Ｃ０００〜ＣＦＦＦ	＄５ＦＦＣ	＄００〜ＦＥ可変	＄００〜ＦＦ可変	＄００〜７Ｆ可変	＄００〜１Ｅ可変
   ＄Ｄ０００〜ＤＦＦＦ	＄５ＦＦＤ	＄００〜ＦＥ可変	＄００〜ＦＦ可変	＄００〜７Ｆ可変	＄００〜１Ｅ可変
   ＄Ｅ０００〜ＥＦＦＦ	＄５ＦＦＥ	＄００〜ＦＥ可変	＄００〜ＦＦ可変	＄００〜７Ｆ可変	＄００〜１Ｅ可変
   ＄Ｆ０００〜ＦＦＦＦ	＄５ＦＦＦ	＄０７固定	＄０７固定	＄０７固定	＄０７固定

   以上のようなバンクレジスタ設定で、バンク番号＄０７に割り込みベクタ（ベクタはＣＰＵアドレス＄Ｆ０００〜ＦＦＦＦ内に設定）を記述します。
   ただしアプリケーションによっては、メモリ利用効率は悪くなる場合があります。
   
2. バンク内の特定アドレスに正しい割り込みベクタを常に記述する
   具体例としては、
   

   ＣＰＵアドレス	対応バンクレジスタ	TNS-HFC4 バンク番号	TNS-HFC3 (1024KB版) バンク番号	TNS-HFC2 バンク番号	TNS-HFP1 バンク番号
   ＄８０００〜８ＦＦＦ	＄５ＦＦ８	＄００	＄００	＄００	＄００
   ＄９０００〜９ＦＦＦ	＄５ＦＦ９	＄０1	＄０1	＄０1	＄０1
   ＄Ａ０００〜ＡＦＦＦ	＄５ＦＦＡ	＄００〜ＦＥ可変	＄００〜ＦＦ可変	＄００〜７Ｆ可変	＄００〜１Ｅ可変
   ＄Ｂ０００〜ＢＦＦＦ	＄５ＦＦＢ	＄００〜ＦＥ可変	＄００〜ＦＦ可変	＄００〜７Ｆ可変	＄００〜１Ｅ可変
   ＄Ｃ０００〜ＣＦＦＦ	＄５ＦＦＣ	＄００〜ＦＥ可変	＄００〜ＦＦ可変	＄００〜７Ｆ可変	＄００〜１Ｅ可変
   ＄Ｄ０００〜ＤＦＦＦ	＄５ＦＦＤ	＄００〜ＦＥ可変	＄００〜ＦＦ可変	＄００〜７Ｆ可変	＄００〜１Ｅ可変
   ＄Ｅ０００〜ＥＦＦＦ	＄５ＦＦＥ	＄００〜ＦＥ可変	＄００〜ＦＦ可変	＄００〜７Ｆ可変	＄００〜１Ｅ可変
   ＄Ｆ０００〜ＦＦＦＦ	＄５ＦＦＦ	＄００	＄００	＄００	＄００

   以上のようなバンクレジスタ設定で、バンク番号＄００のアドレス＄０ＦＦＡ〜０ＦＦＦに割り込みベクタを記述します。
   アプリケーションを記述する際には、ＣＰＵアドレス＄８ＦＦＡ〜８ＦＦＦにプログラムを配置することは出来ませんので、
   ジャンプ命令などで避けたり、メモリを６バイト予約する必要があります。

ＴＮＳ−ＨＦＣ４拡張メモリの利用方法

ＴＮＳ−ＨＦＣ４では、メインメモリとバンクメモリを共有する方式となっています。
メインメモリとバンクメモリを共有している関係上、最大使用可能ＮＳＦファイルサイズは「1040512byte」までとなります。

ＴＮＳ−ＨＦＣ４は、８ＫＢのキャラクタメモリを内蔵しています。

アドレスミラー（水平・垂直方向）制御は＄４０２５に配置したレジスタ（ｂｉｔ３）を使用します。
ＣＰＵからＰＰＵへのメモリ転送は、ユーザアプリケーション側で対応する必要があります。

ディスクシステム音源を有効した場合に発生する、＄８０００〜ＤＦＦＦに書き込みを実行するとメモリが破壊されるという現象は
ＴＮＳ−ＨＦＣ４では発生いたしません。書き込みデータは全て拡張音源スロット(オプション品)またはＴＮＳ−ＨＦＸ４に渡されます。

ＴＮＳ−ＨＦＰ１拡張メモリの利用方法

ＴＮＳ−ＨＦＰ１では、メインメモリとバンクメモリを共有する方式となっています。
メインメモリとバンクメモリを共有している関係上、最大使用可能ＮＳＦファイルサイズは「126720byte」までとなります。

ＴＮＳ−ＨＦＰ１は、２ＫＢのテーブルメモリと８ＫＢのキャラクタメモリを内蔵しています。

アドレスミラー（水平・垂直方向）制御は＄５ＦＥＤに配置したレジスタ（ｂｉｔ７）を使用します。
ＣＰＵからＰＰＵへのメモリ転送は、ユーザアプリケーション側で対応する必要があります。

ディスクシステム音源を有効した場合に発生する、＄８０００〜ＤＦＦＦに書き込みを実行するとメモリが破壊されるという現象は
ＴＮＳ−ＨＦＰ１では発生いたしません。書き込みデータは全てキャンセルされます。

ＴＮＳ−ＨＦＣ３・ＴＮＳ−ＨＦＣ２拡張メモリの利用方法

ＴＮＳ−ＨＦＣ３・ＴＮＳ−ＨＦＣ２では、ファミコンが標準で装備している２ＫＢｘ２以外にも、以下の表のようなメモリを実装しています。

アドレス出現制御は＄５ＦＥＣに配置したレジスタを使用します。

アドレスミラー（水平・垂直方向）制御は＄５ＦＥＤに配置したレジスタ（ｂｉｔ７）を使用します。
ＣＰＵからＰＰＵへのメモリ転送は、ユーザアプリケーション側で対応する必要があります。

ＣＰＵアドレス＄６０００〜７ＦＦＦを占有しているメモリは、Ｗｉｎｄｏｗｓなどのエミュレータ上のＮＳＦ演奏で
ディスクシステム音源を有効にした場合に出現するメモリと同じ扱いとなります。
Windowsなどのエミュレータ上のNSF演奏でディスクシステム音源を有効とした状態とは違い、TNS-HFC3・TNS-HFC2は、$5FF6および$5FF7を用いて
$6000-$6FFFおよび$7000-$7FFFのバンク切り替えはできません。$6000-$7FFFは(バックアップ機能無)RAM領域としての解釈となります。(h7氏より指摘)
音源ドライバー本体をこのメモリ空間に移動させたり、前述の割り込みベクタの処理ルーチンを配置したりなどに使えます。

ディスクシステム音源を有効した場合に発生する、＄８０００〜ＤＦＦＦに書き込みを実行するとメモリが破壊されるという現象は
ＴＮＳ−ＨＦＣ３・ＴＮＳ−ＨＦＣ２では発生いたしません。
書き込みデータは、ＴＮＳ−ＨＦＣ３では、拡張音源スロット(オプション品)またはＴＮＳ−ＨＦＸ４に渡し、
ＴＮＳ−ＨＦＣ２では、外部拡張音源スロットユニットＴＮＳ−ＨＦＥ４に渡します。

ＴＮＳ−ＨＦＸ４・ＴＮＳ−ＨＦＥ４拡張スロットユニットのオンボード音源の使い方

拡張スロットユニットでは、相互干渉が発生する拡張音源の実アドレスレジスタを移動して
相互干渉問題を解決しております。

特にＳＵＮＳＯＦＴ５Ｂ音源に関しては、ＮＳＦファイル内の全領域をソフトウェアで検索して
以下の表に示す内容で、オンボードＳＳＧ音源YMZ294(φ≒1.78MHz)アドレス変換を行っています。
ＶＲＣ７音源は、オンボードＦＭ音源YM2413(φ≒3.58MHz)へのソフトウェアによるアドレス代替処理は行っていません。

拡張スロットユニット上の全デバイスは、全て書き込み専用となっています。
拡張音源レジスタ読み込みを実行しても不定な値を返してしまいますので、
プログラミングの際には拡張音源へのアクセスを書き込み専用にて設計をお願いします。

改変履歴

平成１８年４月１日　初版
平成１８年４月１６日　$6000-$7FFF領域の機能訂正
平成１８年４月２０日　バックアップ有無表記の追加
平成１９年９月１１日　ＴＮＳ−ＨＦＰ１バンク仕様追記
平成２１年９月１１日　ＴＮＳ−ＨＦＣ３バンク仕様追記
平成２５年２月１１日　ＴＮＳ−ＨＦＣ４バンク仕様追記
平成２５年８月１日　拡張スロットユニットのオンボード音源仕様追記