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本文系用户投稿,不代表机核网观点
在我有限的知识里,世界上最早的电脑标准化规格就是MSX。

MSX诞生于80年代,而当时电脑在中国还是十分稀有的产物。在90年代86系的电脑出现时,中国已经跳过了8bit电脑,直接进入了16bit甚至是32bit的时代。又因为日本为了快速普及电脑,致力于在电脑中加入对日文文字的支持这一特殊的电脑使用环境。使得日本的电脑及其独特的构架与技术很少能在世界范围普及。

虽然MSX是由微软发起,但当时日本特殊的环境,使大批著名厂商投身于这一制式,研究和发展各式机型。这也是岛国在科技上倾举国之力向世界发起冲刺。

MSX的诞生

MSX诞生于1983年的秋季,正值电脑业界的春秋战国,各大公司都拼尽全力做着属于自己的硬件。对于当时的电脑业界,重要的不在性能,而是在于创意。但反过来说,除了那一点创意,大家的性能都不相上下。而针对这种情况,将各种各样的技能集于一枚LSI中,并将各种LSI组合在一起的电脑也在市场上攻城略地。

本文还是主要将视点放在MSX上,所以对于当时的历史只能割爱。但是在那样一个混沌的年代,自然有不少用户及软件厂商希望标准化规格的出现。毕竟如果硬件规格相同,那么软件也将共用,比起针对各种电脑重复冗长的移植作业标准化规格将节省大量时间以及劳力。

终于,在当时已经是业界大拿的微软及日本电脑软件出版重镇ASCII的主导下,MSX这一标准化的规格诞生了。MSX的规格是搭载微软的BASIC, CPU为Z80,使用德州电子的TMS9918作为VDP,并使用通用公司的AY-3-8910程控发声器音源。将这些LSI组合在一起的话差不多是当时电脑的平均配置。(在当时也有不少配置相同或相似的电脑,例如东芝的M-5等)
乍一看不过是平均水准的规格,但是在扩展性上下的功夫是出类拔萃的。平均水准是标准化规格这一要求下而出现的必然性问题,也是需求。但是当时的电脑制造商多以个性取胜,标准化规格即使磨消个性,可以说这是自上断崖的一条险路,于是MSX的各加盟制造商就需要尽可能在硬件里留出扩展的可能性。
MSX初期的名机PAXON。虽然MSX大部分是输出AV信号连接电视机使用。但PAXON刻意使用了专用显示器。与现在的一体机不同,PAXON本质上是一台内置了电脑的电视机。发售时的宣传口号便是“MSX电视”。乍一看是一个高端家电,但是一台电脑显示器,还有电视功能,只要12万日元!实在划算。而且MSX更是标准化规格,将标准化规格的电脑和家电联结在一起,在现代看来这个想法很超越时代。如果说有什么美中不足的话,应该是键盘选购这一莫名其妙的地方了。

MSX的存储器构成

要说MSX最大的特征是什么,最简单直白的回答可能还是存储器了。存储器全部是插槽(我暂时只想到这个词,回头游戏卡带的插槽就叫卡槽好了)的形式,并且有四个。

这些插槽之上还可以再扩张四个插槽,最多可以扩张到16个(虽然扩张的存储器因为访问时机的原因,导致相当一部分的外设无法使用)。这个存储器可担任RAM、ROM、I/O等角色(这也是为什么我只能叫它存储器了)。每个插槽有64K字节的容量,也就是说最大可以拥有1M字节的存储器,这在83年是一个相当惊人的数字。

本来Z80这款CPU只能访问64K字节的存储器,于是需要更多的储存器时,就需要进行库切换。如果一次性将整个库切换掉的话,程序运行的协调性会出现问题而失控,于是MSX的对策是将一个64K字节的存储器分为4个16K字节的四个面,以面为单位进行切换。
上面的表格就是MSX的存储器的结构了。四个16K字节的面构成一个64K字节的槽,最大可以拥有16个存储器,也就是64x16=1024,1Mbyte。
Basic或是BIOS(BasicInputOutputSystem的缩写哦)的ROM通常配备放置在第一第二面上。原则上用户存储器可以放置于一二三四任意一个面上,但是在使用Basic时,Basic会固定地占用第一第二面,用户存储器就只能放置在第三第四面上了。MSX的初期,32K字节的RAM通常被摆放在第三第四面。

MSX的游戏卡带,对于CPU来说就是插槽上的扩张ROM。在MSX的启动序列中会对所有的插槽及扩展槽的所有面的头两个字节进行检测,如果在那面中检测出ASCII码的“AB”(及16进制的41 42)则对该面进行调取。如果在卡槽中存在扩展硬件,则对该硬件进行初始化并登录;如果是游戏程序,则运行该程序。接着这一机制,MSX实现了在当下称为“热插拔”的技术。

MSX的个性

就像本文最初说的那样,要让MSX成功,就需要让他有制造商自己的特色。当时新加入到电脑业界的制造商们都费尽心思的让自己的电脑有所特色,特立独行,电脑的兼容性对他们而言反而是个绊脚石。

但是MSX则能给卡槽接上特立独行的硬件外设,来满足这个条件。一台既成的电脑,加上制造商提供的独门外设,就能摇身一变成为充满制造商个性的电脑。这对当时的家电制造商来说时充满诱惑的。虽然更多的厂商只是在内置的ROM里写入各种各样的软件。也有索尼这样的发售多种颜色的机体,往MSX里带入时尚要素的。
做摩托的网络硬件制造乐器公司YAMAHA推出了有特制卡槽MSX“YIS-503”,来连接自家的合成音源及混音面板。不过特制卡槽是选购项目。而没有这个特制卡槽,YIS-503和其他的MSX也没什么区别。

当时的电脑业御三家的富士通(还有两个分别为日本电机和夏普,对,就是那个夏普),则制作了能和自家电脑FM-7联结的MSX。配备高性能CPU的FM-7与游戏性能良好的MSX强强联手,通过FM-7来操作MSX,并能将MSX的存储器作为扩展存储器进行使用。
日立也做了带有数据磁带及手写板的MSX。只是那个手写板,只能输入英文字母(???那有什么用)。像这样,一台既成且廉价的MSX之上,重视扩展性并兼顾兼容性。MSX着实非常巧妙。只是因为廉价,MSX在图形性能上有些糟糕,这是MSX的软肋。在制作游戏时,能够同时使用的颜色不多。而作为工业或商用电脑,分辨率又捉襟见肘。这一问题一直持续到了MSX2的发售。
特别介绍下三菱电机发售的TelecomStation ML-TS2H(1987年发售,隶属于MSX第二世代,售价75000日元)。正直电脑网络的黎明期,各大厂商都在摸石头过河时,三菱电机发售了这款内置猫的MSX。1987年的75000日元,考虑到当时的日元币值及应用场所,可谓天价!(当时的比率是120日元兑换1美元,所以这台机器粗略估计合625美元,折合为人民币是2330元,同时期中国的职工人均工资收入是每年约1200元)
当时的宣传口号是“即使是对电脑一窍不通的老爸,也能在家开始网上炒股”(虽然功能有限,手续费昂贵,但是比起反复的和证券经理打电话,这个网上炒股的雏形还是非常理想)。并且内置日文汉字ROM,只要有软件就可以用来写文章、制作通讯录等等。不过大部分小孩从家长那里骗来这个之后应该是用来打游戏的。

MSX的硬件构成

上文中也提到过,MSX的硬件不过是当时的平均水准。使用的芯片也大多是一些廉价的东西。从硬件上看没有任何一点是有MSX独家使用的。也正是如此,我们可以通过MSX来了解当时电脑的硬件水平。

VDP-TMS9918
MSX的图像显示引擎(Video Display Processor,VDP)德州电气TMS9918,这在上一篇文章中《80年代游戏图像技术》也有所提及。TMS9918固然不是什么高级货色, 但是它能用很少的存储器就能显示多种颜色。

并且该芯片有精灵图机能,对于游戏来说非常重要。在用户更多用户看来,MSX与其说是电脑,更像是一台游戏机。各大制造商也有或多或少有所仰仗这一自降身段的认知,来维持MSX的销量。话说回来,即使在现在,电脑在很多人手里也不过就是一台游戏机。从这一观点看来,MSX选择这样一个VDP不失为一个明智之选。
上面是一张MSX的结构图。可以看出,MSX拥有16K独立于CPU存储器的VRAM(显存),从CPU进行访问时,作为扩展设备经由I/O端口进行访问。这个RAM里通常放置文字代码及字体数据。因此,画面上的字体可以变更。将字体转换图形就可以用来制作游戏(之前提到过的PCG-Programable Character Generator就是这么一回事)。精灵图的点阵图、显示位置、色彩信息等于画面显示相关的数据也会统统放置在VRAM里。

TMS9918的基本解析度是256x192像素,显示颜色数16色。这个解析度在当时也算是比较糟糕的,但考虑到游戏机这一主要用途,这个解析度也算是妥当(作为比较列举一下红白机的参数,解析度为256x240,最大同时显示色数25)。模拟信号的16色,相当于数字信号的8色,这在当时的电脑业界算是个好成绩。
TMS9918拥有一个显示模式。两个文字画面模式和两个图像画面模式,分别被称为为文字画面、图形画面1、图形画面2。关于TMS9918开发过程中的部分邮件与技术文档,可以在这里看到。

文字画面模式:正如模式的名称一样,主要用于文字的显示。可以显示横向40个纵向24行,共960个字。单个文字的大小却是6x8像素这样一个不三不四的大小。显示英文字符时还能凑合,显示日文平假名就显得尴尬(MSX的标准字符集中包含平假名)。于是在运行一些会出现平假名的程序时,经常会发现平假名的显示不完整,令人难以阅读。
低解析度模式:人如其名解析度只有64x48像素,虽然通过对VDP和VRAM进行调整可以将纵向的像素数扩张为53,但依旧低的可以。而且扩张出来的部分像素,在正常情况下无法用BASIC进行写入,几乎没有实用性(上图是神人LARs老师在经过重重苦难之后用图形编辑软件在低解析度模式下画的一张图。这张图放到低解析度模式的MSX上就是点对点的全屏。顺便一说这张图作于1996年,MSX问世13年后)。

该模式的特殊之处在于,该模式下的一个像素点,相当于其他模式下的4x4个像素点。其他模式下一个像素点使用1bit表述,但是这个模式一个像素点可以使用4bit表述,并可以对该像素点任意制定16色中的任意一色。
图形画面1模式:图形画面1模式虽然被称作图形画面,但是它实际上是MSX的标准文字画面。与文字画面模式的不同在于横向文字显示数为32个,字体大小变为8x8像素。

这个模式下,可以每八个字符集文字可以作为一组,指定文字色及背景色。文字总共有256个(上图就是符合JIS标准的MSX字符集),每八个一组就有32组。利用PCG制作任意图形放入字符集的功能,就可以用来显示图像。这应该也是为什么它被称作图形画面模式了。
MSX早期的游戏Pyramid Warp(金字塔穿越)使用了这一画面模式。画面效果简陋,乍一看还有点像Atari2600。

图形画面2模式:真正的图形画面模式。不过依旧是在利用PCG的原理。

该模式可以定义768个8x8的字符,是256的三倍。但因为字符代码是8bit(4bit用来表述1位16进制,我也不知道这种事情要不要写,学计算机的人肯定下意识地就反应过来了),所以只能调取256个字符。

于是该模式将画面分为上中下三段管理,每段高64像素,使用256个字符。稍微计算下就能发现,这个模式下,可以用不重复的不同字符来填满整个画面。再加上PCG功能,就意味着在该模式下,可以自由地绘图。

该模式下的PCG功能被扩展,在1字节的字符集信息之外,还另外增加了1字节的空间用来描述颜色。所以就能以横向8像素为单位指定前景色及后景色。换句话说就是横向每8个像素点中可以使用任意两种颜色。如果图像复杂到超过这一物理上限,就会出现花屏。虽然有所限制,但在存储器价格高昂的年代,想尽办法减少内存使用也是理所应当的。
上图就是大名鼎鼎的初代《合金装备》,使用图形画面2模式显示。人物及物件的阴影等画面细节变得更加丰富。各大软件厂商熟悉MSX后大多会选择使用图形画面2模式来制作游戏。虽然与设计意图稍稍有些不同,这些画面并不是由图形组成而是由上色的PCG组成。

就像刚才提到的,运用这一模式,画面就会被分成3段来管理。在处理纵向移动的元件时就会有些困难。因此MSX上很少有纵向卷轴的游戏。也有一部分立志超神的程序猿存在,才有了《F1之魂(F1 spirit)》这样的纵向卷轴游戏。
精灵图

提到TMS9918自然不能忘了精灵图的存在。只要不是文字画面模式,就可以调用精灵图。精灵图为单色,分8x8与16x16两种规格,可同时显示32枚,横向最大可以4枚并列(TMS9918的硬件结构限制),横向并列超过四枚时就显示编号较大的四枚。

另外,TMS9918虽然拥有两倍放大及碰撞判定,但是没有图形及优先度的功能。TMS9918的精灵图机能没有什么特别大的特征,在精灵图本身上也并没有下多大功夫。关于TMS9918的硬件感觉可以单独写一篇文章。这里先点到为止。

PSG·AY-3-8910

PSG·AY-3-8910可以说是当时最常见的一种音源芯片。很多厂商就算自主研发VDP,依旧会使用PSG·AY-3-8910来做音源(也可以看出,当时的厂家比起音源更注重图像显示)。AY-3-8910有三个方波发声器,同时可以发出3音和弦。这些发生器都有独立的4096阶(八个八度)音阶与16阶的音量调整。

再次之外还有噪音发生器与包络发生器。噪音发生器人如其名,就是产生噪音用的,在输出噪音时会占用一个通道。噪音不是普通的白色噪音,而是虚拟随机数噪音。包络波发生器则是通过连续改变音量,从八种波形中选择变化模式,设置变速,来达到模拟各种乐器的目的。

这个音源芯片还搭载了通用输入/输出端口,MSX利用此端口来连接外置的游戏手柄。这个端口的规格是ATARI开发的游戏手柄的规格。MSX在这一规格之上进行了扩展,使之能连接触控板、鼠标等外设。

虽然是一个仅有3个通道的简陋音源,但是花些心思就可以曾发出多种声音。而且还可以通过让两个通道输出同一声音,来增加声音的厚重感。在MSX的中后期,各种技法被开发者们研究出来。正因为是广泛被应用的音源,技术成熟,各种运用技巧也被业界所熟悉。至今也有喜好这一音源芯片的人。

MSX的系统软件

本章来介绍MSX的系统软件和MSX在当时的一些反响。

MSX-BASIC

MSX-BASIC内置于ROM里,在卡槽里面没有卡带的情况下启动,就会自动呼出MSX-BASIC。既然是微软参与的项目,MSX-BASIC理所应当的算是微软风格的BASIC,查阅基本指令,看不出什么特征。但是内部构造很精妙,可以看出微软在MSX上动了真格。

MSX-BASIC里面有个指令叫“CMD”,这个指令会将处理移交给RAM的FE0D。而那个地址在通常情况下存储着返回指令“RET”,用户可以通过将这个地址修改为无条件跳转来呼出自己制作的机器语言程序。
用户在自己的处理例程中对CMD后的文字列进行解释,并进行得当的处理之后,就可以扩展BASIC,如果不是自己的扩展指令则会呼出“被改写前的FE0D内容”,这时候存在其他扩展程序的话,就会呼出那个扩展程序,如果没有其他的扩展指令,则会触发RET指令,返回BASIC。

市贩的部分扩展外设就是用这个方法进行调用。在卡槽里插入外设通电,卡槽里的程序就会被呼出并对BASIC进行扩展。构思很像现在的“热插拔”。这可以说是MSX超前性的展现。
MSX的BIOS
MSX的BIOS已经不像一个8位机的BIOS了,机能充实得可怕。MSX所追求的“标准化规格”,造就了这样一个BIOS。MSX的I/O段子的规格虽然已经完全被制定好了。但是BIOS拥有单纯的“访问”机能,这样的话即使将来规格有所变更,也能保持共通性。通过BIOS提供技能,还能在将来新周边出现时,通过扩展BIOS就能对应。
比如鼠标、轨迹球、手写板等外设都是通过呼出“定点设备BIOS”来调用这些外设。就算再出现新的外设,也可以通过刷写BIOS来保持兼容性。BASIC也是通过呼出BIOS来进行工作,所以刷写BIOS就等于更改所有MSX上使用的程序。BIOS的地址是从0000开始每隔4个字节就会有一个入口。呼出相应的地址,就能调用相应的机能。而这些地址的内容也只是一堆无条件跳转指令。这是为将来刷写BIOS而作的准备。
MSX-DOS
D!O!S!Disk!Operating!System!我爱DOS!

MSX-DOS看上去就像是MS-DOS的8位机版本。但实际上它是CP/M(Control Program for Microcomputer,微机用控制程序)的一个扩展版,说回来MS-DOS以CP/M做原型,DOS界实在是贵圈很乱。
MSX-DOS的版本非常之多……在今天你可以通过许多模拟器来玩到它
MSX-DOS与CP/M的区别在于MSX-DOS采用了MS-DOS来作为文件系统。在MSX-DOS处于开发阶段时,MS-DOS已经确立了标准文件系统的地位,这一选择很明智。

同时这也带来了问题。微软最初的构想是在公司的MS-DOS上处理文件,回家还能把文件带到家里的MSX-DOS上修改。不过MS-DOS很快就升级版本,并扩展了文件系统。日本的语言环境下,还需要调用汉字,汉字的调用方法却还没有一个很好的策略去解决,于是构想只能泡汤。

后期给MSX加上软驱之后,可以使用DISK-BASIC,这个BASIC的文件系统与MSX-DOS是相同的文件系统。现在一个统一的文件系统已经成了理所应当的事情,在当时它的用处却没有被察觉。(当时PC-98、X68000用的文件系统都有所不同。这一问题现在依旧折磨着我。要从PC-98传送一个大于1.25M的文件到X68000可能要花掉我整整十分钟。)

不得不说在MSX投放MSX-DOS有些操之过急。当时相当一部分电脑还在使用CP/M,DOS在一般家庭电脑上的普及程度并不高。MSX-DOS真正派上用场已经是MSXturboR登场的几年后了。

MSX的发售到普及

在MSX发售之处,大家对于“标准规格”这一概念还没有理解,MSX的普及进展的并不顺利。在更多的人眼里MSX是一个“玩具电脑”。加盟MSX的各个制造商为了推出有自己特色的MSX,给MSX加上了各种外设,这些外设也让MSX价格反而走高(比如三菱电机的那个电话机)。

MSX普及失败仅仅两年之后,ASCII和微软就推出了扩展的“标准规格”MSX2。消费者们对此褒贬不一。消费者中出现分歧,制造商也出现了分歧。一派走高级路线生产MSX2,一派则继续生产MSX。
MSX无论怎么追赶都只能看着MSX2的尾灯,干脆精简机能走廉价路线。厂商繁多,于是厂商之间也打起价格战,MSX的售价不断下滑。看似形势惨烈,但廉价的MSX才真正让MSX获得了普及。而廉价MSX之中也出现了王者CASIO的PV系列。

PV系列里有PV-7、PV-16和MX-10三个型号。PV-7将RAM容量削减为8K,价格29800日元,在当时惊天动地,颇有人气。只是8K的RAM确实捉襟见肘,不时出现一些无法运行的游戏和程序。随后就有了RAM加倍的PV-16,价格依旧29800日元。
最后就出现了MX-10,配置看齐PV-16,价格再降10000日元。MX-10的卡槽只有一个,而且12V的直流电也被削减。打印机,RS-232C串口,软盘全部被砍,键盘也从塑料变成了橡胶。只有手柄接口还有两个。朝着游戏机的路线一路迷失。也就是这一路迷失,让MX-10有了极大的人气。

结语:被时代抛弃的MSX

尽管有微软的介入,但MSX构架的机器并没有在美国大红大紫,却反而是在日本、韩国、中东、巴西、苏联、荷兰、西班牙以及其他几个小型欧洲国家非常流行(除了日语和韩语之外,MSX-DOS甚至做了阿拉伯语和俄语的操作系统适配)。今天已经无法估计MSX的最终销量,但是据说在日本的销量就超过500万台。

MSX能够热销,最主要的原因除了当时技术成熟之后厂商大肆发动价格战之外,也和它优异的游戏性能有关。在任天堂的FC游戏机出现之前,MSX是日文非常重要的游戏平台,如科乐美和Hudson Soft就在这平台上生产游戏软件。很多大型街机游戏在进行适度简化之后,都会移植到MSX平台。同样,MSX上也有很多非常优秀的自产软件,前面提到的《合金装备》就是一个例子。
但是MSX最终并未能够称为统一家用机市场制式的赢家。从MSX到MSX2的过程中,曾经还出现过给MSX加外设使之升级为MSX2设备。但是,再后来MSX2也进入了廉价的行列。技术发展终究是难以抵挡的,MSX2+ (1988)和MSX TurboR (1990)之后,MSX就渐渐退出了人们的视线。
最后说一下这台SONY生产的Sony HitBit HB-F900 MSX2吧。之所以单独把它提出来,是因为它在1990年跟随苏联的“联盟号”飞船飞上了太空站。几乎在同样的年代,MSX系列也走向了绝响。它终究消亡在人们的记忆里,成为了现代科技探索发展史上的一个注解。
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