使用C++实现FC红白机模拟器概述

想必提到Fc游戏机大家都应该不会陌生（陌生您也不会搜到这篇文章了），FC游戏机又称红白机，是任天堂在1983年推出，很快也火遍中国。不过国内更熟悉的可能是小霸王等一众兼容机（偷笑）~~

但是不管怎么说，红白机依然使我们不少人的童年回忆。想必当初一起玩游戏的那些伙伴已经走入了各行各业，自然也少不了成为“程序猿”的。你没有想过自己实现一款红白机呢？或许这有些难度，毕竟我们还需要准备不同的硬件、设计电路焊接等。不过好在，我们可以通过纯代码的方式在PC（或者android）实现一个红白机模拟器。

工欲善其事必先利其器，开始之前，我们最好满足下面几个基本要求。

本系列文章的目的

本系列的目的不是带领你，而是我们一起。因为笔者本身也是一个刚刚入门的菜鸟。想要和大家一起分享与学习。鉴于笔者的能力，文章中难免出现错误和不严谨的地方。希望能够理解并批评指正，共同进步。
本系列的文章的最终目的是开发一款具备较好可移植性的，支持较多常见游戏的FC模拟器，其中各部分包括APU部分均由我们自己实现而不借用其他开源项目。

希望您已经具备的能力：

基础的C/C++编程能力，本系列文章假设您已经具备，因此不会深入讲解语法知识。
有音频基础知识最好，没有也没关系，笔者开发之前也没有。
有一定的硬件基础知识最好，便于理解一些实现细节，没有也没关系，一起谈论。

本项目的开发平台

Windows10（64位）+ QtCreator4.13

这不是硬性要求，之所以使用Qt是因为Qt对界面和音频操作的封装程度比较高，使得本系列可以不必花费大的精力去讲非模拟器实现的部分。不过本教程除了界面和音频等必须部分，会使用和Qt无关的写法。因此您也可以选择选择VS2019、甚至Android配合本地库去开发。只要您熟悉相关的接口即可。

本系列文章假设您熟悉并已经安装了相关的开发环境，因此不再详细介绍Qt与其他环境的安装。

简单分析

正式开发之前，我们先来了解一下红白机的组成部分。红白机主要由CPU、PPU、APU、Cartridge和手柄五大部分组成。我们模拟红白机就是模拟这五部分的实现。

CPU 是整个系统最重要的部分（却不是最难的）。红白机的CPU型号为RP2A03，使用了6502指令集，频率约为1.79MHZ（频率很重要哦，后面的文章会具体讲到）。
PPU 是负责屏幕显示的处理单元，可以理解为现在PC电脑的显卡。
APU 负责音频处理，不过也一般称他为pAPU（pseudo 假的、伪造的）。因为APU集成在了CPU内部不是独立存在的。
Cartridge 墨盒，通常也称为卡带，就是我们以前常说的“游戏卡”。内部保存了游戏的可执行程序和数据。不过因为默认可支持的游戏大小非常小（32KB可执行文件与8KB图像数据），对于一些稍微复杂的游戏是远远不够的，因此内部还有一个称为Mapper的东西来动态改变地址映射，实现存储空间的扩展。支持的Mapper越多可以玩的游戏也就越多。

手柄不用多说了，上下左右BABA就完了~

【小贴士】
鉴于时间和精力，本系列文章的更新时间不固定，但是一定会坚持更新。
任何疑问可以邮件联系我：zhendongdong@foxmail.com
另外其实我已经事先完成了一款简单的FC模拟器，如果您已经是大神或者希望直接阅读代码，可以直接访问（记得点个starts哦）
https://gitee.com/zhendongdong/SimpleNes