Black Widow #5: AVG Chip – O Componente que Vai Falhar

Aparentemente, toda história de arcades tem seus contornos míticos, e aqui vai mais um deles, que se aplica plenamente à geração de color vectors. Em 1982, a Atari desenvolveu para estas máquinas um circuito integrado proprietário, comumente chamado de AVG Chip – Analog Vector Generator – um componente com 40 pinos que se conecta na parte da PCB conhecida como VSM (Vector State Machine).

O AVG foi utilizado em 6 color vector arcades:

• Gravitar
• Black Widow
• Space Duel
• Star Wars
• Quantum
• Major Havoc

Para entender a funcionalidade do AVG, é preciso voltar aos vetores monocromáticos, como o Asteroids, e, até mesmo antes disso, entender a funcionalidade dos chips TTL (Transistor-Transistor Logic).

Esta é a placa-mãe de um clone Pong antigo, o Mirco Challenge, que faz parte da minha coleção:

Esta PCB é formada basicamente por chips TTL, que começaram a ser fabricados em 1963 e formaram a ampla base de componentes para microcomputadores e outros dispositivos eletrônicos. A programação de rotinas de jogos nestas placas é feita através da interligação entre os vários chips TTL – se um jogo apresenta erro, é preciso descobrir em qual chip ou trilha está o defeito. Da mesma forma, para hackear um jogo, basta conhecer o circuito e modificar a ordem das conexões. Obviamente, existe um limite para a presença de TTLs em uma placa de jogos, e a própria complexidade do jogo é limitada por este tipo de componente.

O microprocessador surgiu em 1971, integrando a função de milhares de TTL em um único componente, diminuindo consideravelmente o espaço físico e a energia necessários, e assim mudando drasticamente a indústria dos computadores.

Pois bem, basicamente todos os arcades fabricados depois da geração Pong já possuíam microprocessadores, e isto propiciou o surgimento de jogos bem mais complexos. Entretanto, os chips TTL continuavam existindo, para realizar diversas tarefas de interface lógica e conexão com outros componentes do arcade, mesmo em placas-mãe que continham um ou mais microprocessadores.

Voltando aos vector arcades: nos primeiros games, ainda monocromáticos, a necessidade de cálculos não era tão absurda, e a combinação de microprocessadores com chips TTL se mostrava adequada para realizar a tarefa de traçar vetores na tela. Quando a Atari evoluiu para os color vector arcades, tanto pela dinâmica rápida dos jogos quanto pela necessidade de cálculos complexos para traçar vetores em combinações de diferentes cores de canhão, foi necessário aprimorar esses componentes. Não era possível utilizar o processador para realizar tais cálculos, pois ele já estava ocupado com a lógica matemática do jogo em si.

Necessitando ampliar a capacidade de processamento de 4 bits de cada TTL sem ocupar um espaço gigantesco na placa-mãe (e evitando o aumento de custos), a Atari produziu o AVG Chip – basicamente um contador de 14 bits com a funcionalidade de acessar as memórias ROM e RAM utilizadas para o desenho dos vetores.

Como excelente referência do funcionamento do chip AVG, eu indico este artigo escrito por Bill Boucher, mais um lendário especialista em vetores.

O Histórico de Falhas do AVG Chip

Desde 1982, quando o AVG Chip foi lançado, seu histórico de falhas vem crescendo. Curiosamente, este é um daqueles casos célebres em que ninguém foi capaz de determinar exatamente o motivo das falhas, pois poucas pessoas entendem perfeitamente o que acontece em seu interior.

Em determinada época, tornou-se comum encontrar à venda no mercado placas-mãe cujo único problema era a ausência do chip AVG, canibalizado para consertar outra placa. Até mesmo chips novos, encontrados em estoques antigos de componentes, não apresentavam garantia de confiabilidade. 

Como é possível imaginar, a falha do AVG pode ser catastrófica para os color vectors. Afinal, seus sensíveis monitores podem ter vários componentes danificados ao receber parâmetros de vetores incorretos provenientes da área responsável por calcular o seu traçado.

Em determinado momento, o mercado entendeu que seria necessário fabricar alternativas melhores e mais confiáveis para substituir o AVG Chip. Li uma matéria que explicava que, como ninguém conseguiu realizar a engenharia reversa ou obter a especificação técnica do funcionamento deste componente, a fabricação de um novo chip só foi possível emulando a saída para cada entrada de dados, em um processo de “força bruta” que consistiu em induzir todas as possíveis variáveis na entrada de dados do chip e mapear todas as saídas equivalentes.

Seja como for, hoje o mercado tem algumas opções de componentes para substituir o chip AVG. E esta foi uma recomendação obrigatória que tive que seguir para ter certeza de que meu Black Widow funcionaria da forma correta, sem danificar o monitor. 

Portanto: “mais uma” entre as inúmeras recomendações e os cuidados necessários para se fazer funcionar um color vector.

A Substituição do Chip

O mercado oferece algumas opções de substituição do AVG, porém, como todo componente de retrofit de arcades antigos, este é mais um que pode ocasionalmente ser difícil de encontrar à venda.

No Black Widow, eu realizei a substituição com o componente encontrado na Arcadeshop:

Após este reparo, eu estava pronto para receber um dos monitores WG6100 que consegui adquirir e reparar, e finalmente instalá-lo com segurança.

Este post é parte de uma série. Os capítulos anteriores são: Post Introdutório: Arcades Vetoriais Coloridos, 01 – Uma Conversão a Partir do Gravitar, 02 – Tentativa de Reviver os Vetores Coloridos, 03 – WG6100 Monitor Rebuild: Um Desafio Gigante e 04 – Monitor Extraviado e a Dificuldade de Conseguir Outro.

O próximo post é o 06 – WG6100: O Desafio de Montar um Novo Monitor.

Conheça o passo a passo da restauração do Black Widow, arcade da Atari, através do índice dos capítulos.