Advances in Sprite Technology

(Español detrás)

Sprites are very special because they can appear anywhere on the screen. That doesn't happen with background tiles or the top layer of characters showing the score. Those tiles and characters will occur at a well defined row and column and the circuits needed to draw them is rather straight forward.

But sprites... starting at any X,Y position: that's a different story. It requires more processing and on top of that, the CPU must tell the hardware which sprites are on the next frame before the frame starts. That puts a limit to the time the CPU has to write data in memory because it can only use the vertical blank in between frames to do it. 

We can see how in the 1942 arcade board there is only room for 2^7=128 bytes in the sprites ram, 4 bytes per sprite makes 32 sprites. You won't see more than that in an image and that's why sprites are so small in 1942!

But for Ghosts'n Goblins designers wanted more: four times more! But there was a problem: the CPU couldn't deliver more. The CPU wasn't fast enough to write all that data in the short interval. So the hardware designers made a DMA (Direct Memory Access) hardware that would copy data directly from the CPU-dedicated RAM into the sprite RAM. This decision meant that G&G had a lot more action on screen, with bigger sprites as each character was made using several screens. But it also meant a much more expensive board with a lot of chips dedicated to this DMA function.

ESPAÑOL

Los objetos en pantalla tienen una peculiaridad que los distingue del fondo o del marcador y es que pueden aparecer en cualquier parte: ¡cualquiera! Mientras que los circuitos para hacer el fondo son relativamente sencillos, los objetos necesitan circuitos más complicados y sobre todo, saber de antemano qué objetos van a aparecer en la pantalla.

El procesador rellena la memoria de los objetos antes de cada imagen aprovechando el intervalo de refresco vertical de la imagen. La memoria de los objetos es accesible directamente por el procesador y éste la rellena. En la recreativa 1942 el procesador podía llegar a escribir 128 bytes en ese tiempo, suficiente para 32 objetos. Nunca verás más de 32 objetos en ninguna escena de 1942.

Pero para Ghosts'n Goblins los diseñadores querían más. Y el procesador no podía dar más. Los procesadores no son muy buenos moviendo datos de un sitio a otro. Así que decidieron poner un DMA (acceso directo a memoria) para los sprites. El procesador escribía los datos de los objetos, a su ritmo, y cuando los tenía listos -y sólo durante el refresco vertical- avisaba al circuito de objetos. Este activaba el DMA y copiaba los datos a la máxima velocidad del sistema. Esto explica el tamaño generoso de los objetos en G&G y también lo cara que era la máquina porque todos esos circuitos extra para el DMA eran muy caros en esa época.