趣味の電子工作など
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3 枚目はボール位置のカウンタ、ボール速度の計算回路を載せています。
毎度美しくない配線ですが、このほうが後のデバッグに都合良いのです…
Pong の回路の面白いところは、上下左右に動くボールの「位置」を 74161 (同期式カウンタ…オリジナルでは Fairchild 9316 ですが) によって演算させていることです。どういう仕組みなのかというと、例えば次のフレームでのボールの縦位置は現在位置の ± N とするためには、ディスプレイの縦幅が 252 ラインなので、74161 のプリセットを 4+N (>0) とした modulo 256-(4+N) のカウンタ回路を構成します。このカウンタを水平同期信号でフリーランすると、カウンタがプリセットされるタイミングの V 位置 y(t) として y(t) = y(t-1)+N となるわけです。（説明を理解するより回路を見た方が早いでしょう）
ボールの垂直速度、水平速度は動的に変わってゆきます。垂直速度はボールがパドルに当たった位置によって変化するので、ボールの移動角 度が変わることになります。水平速度もゲームが進むにつれて高速になります。これらの工夫により、Pong というゲームは素朴ながらゲーム性が高くなっているわけです。
やはり 1 日がかりの作業となってしまいました。1 枚目の基板にはクロック（14.31818 MHz の 2 分周）を含む、映像タイミング生成回路を中心に乗せています。
ケーブルによる配線は基板の表面を這わせています。裏面を Point-Point で配線した方が表面からの見栄えが良く、配線スピードも速くなるのですが、配線ミスが見つけにくくなります。難しいところです。今回は表面での配線で統一しようと思います。
基板間の配線は L 型ピンヘッダを使用して、マザーボード経由の配線もしくはフラットケーブルによる配線を考えています。一昔前ならカードエッジコネクタでしょうが、今はそのほうがコスト大です。
このユニバーサル基板では、パターンの制約から、DIP IC を乗せて使うとあまりスペース効率が良くなりません。パターンカットすればこの 2-3 倍の IC を乗せることができるのですが、配線が窮屈になりすぎて不都合です。この点、サンハヤトの IC ユニバーサル基板は良くできているのですが、少し高価です…
去年から ロジック IC をたくさん収集していましたが、そろそろ消費するフェーズかなと思います。冬休みということもあり、Atari のアーケードゲーム Pong を作ろうと考えました。
本稿の題名は「TTL IC で自作する Atari Pong」としましたが、オリジナルの Pong は 74 シリーズの汎用ロジックで組まれているので、サービスマニュアルの回路図を元に製作することにします。サービスマニュアルや回路図は archive.org 等で手に入りますが、このページ（Dan B's Video Game Tech Page）に清書済みの PDF があるので、参考にさせてもらいます。
製作にあたって設けたルールは以下の通りです。
製作にはおおむね 60 個程度の TTL IC を使用しますが、ほとんど手持ちストックの中から揃えることができました。ただし、ストックの都合で、以下の IC は別の IC で代用することにします。
ストックから集めた IC
今回は以下のようなユニバーサル基板を調達しました。「新印 8.5CM*20CM」と書かれており、ロジック IC の実装に便利そうです。これ 1枚に 16 個程度の IC が楽に乗せられるので、複数枚を用いてモジュール構成とします。
IC 向けユニバーサル基板
以下次回。
