[Перевод] Запускаем DOOM на лампочке14.06.2021 18:31

В DOOM уже поиграли на пианино и на клавиатуре, на тесте на беременность (кстати, это был фейк) и на паяльнике, на самолёте, банкомате, принтере и осциллографе.

Пришло время для лампочек.

Внутри лампочки TRÅDFRI RGB GU10 (IKEA model: LED1923R5) хакеры из Next-Hack нашли модуль Silicon lab’s MGM210L RF module с 108 кб оперативки и запустили на нем DOOM. Исследователям-хакерам пришлось попотеть над оптимизацией использования оперативки, потому что оригинальный DOOM требует 4 мб, но они смогли.

Модуль имеет только 1 МБ внутренней флэш-памяти, поэтому умельцы добавили внешнюю флэш-память SPI для хранения файла WAD, который можно загрузить с помощью YMODEM. Процессор у лампочки 40-MHz Cortex M4.

Лампочка в разборе

Дисплей: 1.8» TFT 160×128 SPI

Блок-схема железа

Схема токов

Блок питания

Прототип платы

Несущая плата

Клавиатура

Микроконтроллер, усановленный на несущую плату.

Система в сборе.

Фичи проекта:

Основан на прекрасном Doomhack’s GBA Doom Port с некоторыми дополнениями Kippykip.
Поддерживает полную версию Doom Shareware WADS.
Полный движок Vanilla Render, включая Z-depth lighting. Однако составные текстуры имеют MIP-карту.
Реализовано поведение монстров и распространение звука.
Поддержка Sound FX.

Ограничения проекта:

Музыка.
Воспроизведение демо из-за несовместимости.
Полный WAD DOOM Не тестировал.
Требуется отладка.
Мультиплеер не реализован.
Оптимизация производительности.
Читы не проверяли, наверно с багами.

Инженеры недавно сделали обновление в репозитории Github и удалили mip-отображение на составных текстурах без потери производительности, поэтому графика будет более детальной, чем то, что показано в демонстрационном видео.

Условия DOOM-challenge:

Найдите готовое устройство, не предназначенное для игры в Doom или в другие игры.
Выбранное устройство должно иметь микроконтроллер с разумно ограниченной вычислительной мощностью и/или памятью в соответствии с минимальными требованиями DOOM (DOOM работает с приемлемой частотой кадров даже на 486 @ 33MHz [1], оборудованном 4MB RAM). В качестве примера мы должны исключить современные цифровые камеры, которые имеют систему на несколько сотен МГц на кристалле, с несколькими десятками мегабайт оперативной памяти.
Мы должны использовать именно тот микроконтроллер, который встроен в выбранное устройство. Замена невозможна. Никакого дополнительного микроконтроллера добавить нельзя. Тем не менее, разгон (например, даже если он ограничен только некоторыми периферийными устройствами или шинами) возможен при условии, что нам не нужны какие-либо методы охлаждения.
Для хранения файлов WAD можно добавить дополнительную флеш-память или карту памяти.
Можно добавить цветной дисплей, если на выбранном стандартном устройстве его нет. Разрешение должно быть достаточно высоким, чтобы можно было прилично играть в Doom. Например, экран 32×16 пикселей слишком мал, но 128×64 может быть достаточно. С другой стороны, слишком большие разрешения, безусловно, потребуют очень мощного микроконтроллера, вопреки правилу 2.
Устройство ввода может быть любым, поэтому для этой цели можно добавить дополнительную электронику.
При необходимости блок питания можно заменить.
Мы хотели, чтобы движок был максимально приближен к исходному (ванильному) условно-бесплатному ПО Doom. Возможность играть в эпизоде 1 на карте 1 условно-бесплатной игры Doom (E1M1) — это минимальная цель, даже если мы не скрываем, что мы мечтали иметь возможность сыграть полную условно-бесплатную версию без ограничений на всех картах.
К звуку требований нет, но звуковые эффекты были бы действительно плюсом. Если реализовано, то на аудиоподсистему ограничений нет.
Мультиплеер не обязателен