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![mrubyとハードウェアのインターフェイス
• SpriteElem, Sprite, Sprite::updateはmrbgemで記述
class SpriteElem
attr_accessor :y, :x, :c_id, :op
attr_reader :s_id
def initialize(sprite_id)
@s_id = sprite_id
@y = -16 #表示位置x
@x = 0 #表示位置y
@c_id = 0 #表示キャラ指定
@op = 0
end
end
class Sprite
attr_accessor :sobj
def initialize(size) #size: 使いたいスプライト数
@sobj = Array.new(size)
size.times {|n|
@sobj[n] = SpriteElem.new(n)
}
end
end
#使い方
$sp = Sprite.new(64) #同時に64個のスプライトを使う
$sp.sobj[0].x = 100 #スプライト0の座標指定
$sp.sobj[0].y = 120
$sp.update #ハードウェアへ書き込み
2018/4/11 @mgwsuzuki 10](https://image.slidesharecdn.com/spritemruby-180414180624/75/Hardwre-Sprite-controled-by-mruby-10-2048.jpg){kind=icon}
![スプライトに動きをつける
• 1秒に60回、画面を書き終えるたびにCPUへ割り込みが入る
• ユーザはcv_isr(sw)というメソッドを定義することで割りこみのたびにスプライトの
位置を更新する
• 引数swはボード上のスイッチの状態を示しており、これに応じてスプライトの動き
を変化させることもできる
#mrubyにあらかじめ定義する
def cv_isr_base(sw)
if respond_to?(:cv_isr) #cv_isrメソッドが定義されていたら
return cv_isr(sw) #コールする
else
return nil
end
end
// Cからmrubyのcv_isr_baseというメソッドをコールする
mrb_funcall(mrb, mrb_top_self(mrb), "cv_isr_base", 1,mrb_fixnum_value(sw_btn));
# スプライトの位置を更新する
def cv_isr(sw)
$sp.sobj[0].x += 1
$sp.sobj[0].y = 100
$sp.update
end
2018/4/11 @mgwsuzuki 11](https://image.slidesharecdn.com/spritemruby-180414180624/75/Hardwre-Sprite-controled-by-mruby-11-2048.jpg){kind=icon}
Hardwre Sprite controled by mruby
- 1.
- 2. Arty Z7にスプライト表示機能を実装した • ArtyZ7 • Arm Cortex-A9を内蔵したFPGAを搭載 • HDMI出力ができる • 秋月電子で購入可能(2万円台) 2018/4/11 @mgwsuzuki 2
- 3. FPGA • デジタル回路をプログラミングできるLSI • verilogやVHDLといったハードウェア記述言語(HDL)で設計 •スピードや回路規模を無視すればCPUやGPUを作ることも可能 • Arty Z7搭載のFPGAはXilinx社から無償の開発ツールをダウンロードして開発できる 2018/4/11 @mgwsuzuki 3
- 4. スプライト • 80年代ゲーム機(ex:スーパーファミコン)で使われた画像表示技術 • ドット絵のキャラクタ •ノスタルジックな技術 位置:x0, y0 キャラ: id0 位置:x2, y2 キャラ: id2 スプライトごとに位置とキャラクタ指 定したら後はハードウェアが自動的 に画像を作ってくれる 2018/4/11 @mgwsuzuki 4
- 5. 実装した回路のスペック 本回路 スーパーファミコン X68000 解像度1024x768 256x224(?) 256x256～1024x768(16色) スプライト表示可能色数 32768 32768から16色x8パレット 65536から16色x16パレット 最大スプライト数 1024 128 128 最大横表示スプライト数 80(min) 32 32 スプライトサイズ 16x16 8x8,16x16,32x32,64x64 16x16 ※スプライト機能に絞ったスペックを調べたつもりだけど、よくわからんです 2018/4/11 @mgwsuzuki 5
- 6. ラインバッファ方式による画像生成 • 何か書こうと思ったけどマニアックなので割愛 • 画面の横方向1ラインごとに表示画像をレンダリングするイメージ •KByte単位のメモリ量で頑張ってリッチな画像表現を！！ • なにせ1980年代の技術なので… • GPUのメモリはGB単位、クロック周波数もGHz単位の昨今、こんな技 術にこだわるのは酔狂 2018/4/11 @mgwsuzuki 6
- 7.
- 8. 1024個のスプライトが飛び回る • Cによる実装 • 1スプライトあたり8byteのデータを書き換えればよい •でも、Cじゃ面倒くさくない? • インタプリタ的なものが欲しい • スプライト機能はオブジェクト指向と相性いいのでは?(知らんけど) • mrubyを組み込んでみよう！！ 2018/4/11 @mgwsuzuki 8
- 9. mruby • mruby-1.4 • ホストはwindows •クロスコンパイル先はZynq 7000シリーズのOS無し • arm-none-eabi • ツールチェインはXilinx社のXSDKを拝借 • mruby本体だけではなく、compilerとインタラクティブUIであるmirbも 組み込んだ 2018/4/11 @mgwsuzuki 9
- 10. mrubyとハードウェアのインターフェイス • SpriteElem, Sprite,Sprite::updateはmrbgemで記述 class SpriteElem attr_accessor :y, :x, :c_id, :op attr_reader :s_id def initialize(sprite_id) @s_id = sprite_id @y = -16 #表示位置x @x = 0 #表示位置y @c_id = 0 #表示キャラ指定 @op = 0 end end class Sprite attr_accessor :sobj def initialize(size) #size: 使いたいスプライト数 @sobj = Array.new(size) size.times {|n| @sobj[n] = SpriteElem.new(n) } end end #使い方 $sp = Sprite.new(64) #同時に64個のスプライトを使う $sp.sobj[0].x = 100 #スプライト0の座標指定 $sp.sobj[0].y = 120 $sp.update #ハードウェアへ書き込み 2018/4/11 @mgwsuzuki 10
- 11. スプライトに動きをつける • 1秒に60回、画面を書き終えるたびにCPUへ割り込みが入る • ユーザはcv_isr(sw)というメソッドを定義することで割りこみのたびにスプライトの 位置を更新する •引数swはボード上のスイッチの状態を示しており、これに応じてスプライトの動き を変化させることもできる #mrubyにあらかじめ定義する def cv_isr_base(sw) if respond_to?(:cv_isr) #cv_isrメソッドが定義されていたら return cv_isr(sw) #コールする else return nil end end // Cからmrubyのcv_isr_baseというメソッドをコールする mrb_funcall(mrb, mrb_top_self(mrb), "cv_isr_base", 1,mrb_fixnum_value(sw_btn)); # スプライトの位置を更新する def cv_isr(sw) $sp.sobj[0].x += 1 $sp.sobj[0].y = 100 $sp.update end 2018/4/11 @mgwsuzuki 11