Puerto de juego

El puerto de juegos es un puerto de dispositivo que se encontró en los sistemas informáticos compatibles con IBM PC y otros durante las décadas de 1980 y 1990. Era el conector tradicional para la entrada de joystick y, ocasionalmente, dispositivos MIDI, hasta que USB lo dejó obsoleto a fines de la década de 1990.

Originalmente ubicado en una tarjeta de expansión dedicada Adaptador de control de juegos, el puerto de juegos se integró más tarde con las tarjetas de sonido de la PC y aún más tarde en la placa base de la PC. Durante la transición a USB, muchos dispositivos de entrada utilizaron el puerto de juegos y se incluyó un adaptador USB para sistemas sin puerto de juegos.

Historia

Puertos de juegos anteriores a IBM

En el momento en que IBM estaba desarrollando su puerto de juegos, no había un estándar de la industria para los puertos de controlador, aunque el puerto de joystick de Atari estaba cerca. Se introdujo en 1977 con Atari Video Computer System y luego se usó en VIC-20 (1980), Commodore 64 (1982) y Amstrad's PC1512 (1986).

En contraste con el diseño de IBM, el puerto de Atari se diseñó principalmente para entradas digitales (incluido un par de joysticks digitales de dos ejes/cuatro contactos, cada uno con un disparador de un solo botón). Sus únicas conexiones analógicas estaban destinadas a paletas, aunque, como había dos entradas analógicas por puerto, cada puerto teóricamente podría admitir un joystick analógico de dos ejes, panel táctil, trackball o mouse (algunos de estos se desarrollaron finalmente para los sistemas Atari).

El Apple II, BBC Micro, Tandy Color Computer y otras máquinas populares de 8 bits usaban joysticks y puertos diferentes e incompatibles. En la mayoría de los aspectos, el diseño de IBM era similar o más avanzado que los diseños existentes.

Puertos de juegos tipo IBM PC iniciales

El puerto de juegos para PC de IBM apareció por primera vez durante el lanzamiento inicial de la PC de IBM original en 1981, en forma de una tarjeta de expansión opcional de 55 dólares conocida como Game Control Adapter. El diseño permitía cuatro ejes analógicos y cuatro botones en un puerto, lo que permitía conectar dos joysticks o cuatro paletas a través de un "divisor en Y" especial. cable.

Originalmente disponible solo como complemento que ocupaba un espacio completo, los puertos de juegos seguían siendo relativamente raros en los primeros días de la PC de IBM, y la mayoría de los juegos usaban el teclado como entrada. IBM no lanzó un joystick propio para la PC, lo que no ayudó. El dispositivo más común disponible era el joystick Kraft, originalmente desarrollado para Apple II pero fácilmente adaptado a IBM con la adición de otro botón en la parte posterior de la caja. Cuando IBM finalmente lanzó un joystick para IBM PCjr, era una versión del Kraft stick. Sin embargo, se conectó a la computadora mediante dos conectores incompatibles de 7 pines, que se conectaron mecánicamente como parte de un conector de múltiples pines más grande en la parte posterior de la máquina. Esto eliminó la necesidad del adaptador en Y. Adaptadores para dispositivos "digitales" estilo Atari Los palos también eran comunes durante esta época.

La adaptación de juegos se hizo algo más común a mediados de la década de 1980, cuando la mejora de la densidad electrónica comenzó a producir tarjetas de expansión con una funcionalidad cada vez mayor. En 1983, era común ver tarjetas que combinaban memoria, puertos para juegos, puertos serie y paralelos y un reloj en tiempo real en una sola tarjeta de expansión. La era de las tarjetas de expansión combinadas llegó a su fin en gran medida a fines de la década de 1980, ya que muchas de las funciones separadas que normalmente se brindan en las tarjetas enchufables se convirtieron en características comunes de la placa base. Los puertos de juegos no siempre formaron parte de este conjunto de puertos compatibles.

Integración con tarjetas de sonido

Sin embargo, el puerto de juegos recibió un gran impulso en el uso en 1989, con la introducción del primer Sound Blaster. Dado que las tarjetas de sonido se usaban principalmente con juegos de computadora, Creative Labs aprovechó la oportunidad para incluir un puerto de juegos en la tarjeta, produciendo una solución de juegos todo en uno. Al mismo tiempo, rediseñaron dos pines redundantes en el puerto, 12 y 15, para producir un bus serie con suficiente rendimiento para controlar un adaptador de puerto MIDI externo. Los sistemas MIDI anteriores, como el MPU-401, usaban sus propias tarjetas de expansión separadas y un adaptador externo complejo, mientras que Sound Blaster solo requería un adaptador económico para producir el mismo resultado. A fines de año, Sound Blaster era la tarjeta de expansión más vendida para PC y el puerto del juego estaba recibiendo un soporte de software generalizado.

Con la excepción de las computadoras portátiles, para las cuales las empresas lanzaron adaptadores de joystick para puertos paralelos o serie, que necesitaban controladores de software personalizados, a principios de la década de 1990, el puerto de juegos era universalmente compatible con las tarjetas de sonido y se convirtió cada vez más en características integradas como Las placas base agregaron soporte de sonido propio. Esto se mantuvo durante la segunda mitad de la década de 1990, momento en el que el soporte de sonido integrado había desplazado en gran medida a la tarjeta de sonido de terceros. A principios de la década de 2000, dicho soporte estaba tan extendido que las tarjetas de sonido más nuevas comenzaron a prescindir del puerto del juego, ya que era seguro que la máquina en la que se utilizarían ya tenía dicho soporte, incluido MIDI. Todas las tarjetas Sound Blaster desde el primer modelo hasta agosto de 2001 incluían un puerto para juegos. En 2001, Sound Blaster Audigy movió el puerto del juego a una segunda ranura de expansión, que se conectaba a un encabezado en la tarjeta.

Reemplazo por USB

La introducción del primer estándar USB en 1996 estaba dirigida directamente al tipo de funciones proporcionadas por el puerto de juegos, pero inicialmente tuvo poco impacto en el mercado. La introducción del iMac, que se basaba casi por completo en la expansión USB, inició una rápida expansión del USB en el mercado. Esto condujo tanto a nuevos dispositivos de juego que utilizan USB como a la profusión de adaptadores. Por ejemplo, el joystick Microsoft Precision Pro de 1997 se reintrodujo en una versión que usaba un conector de puerto para juegos, pero también incluía un adaptador USB en la caja. La rápida adquisición de USB significó que esto era superfluo cuando se lanzó el Precision Pro 2 el año siguiente en 1998. Para el año 2000, los puertos de juego eran puramente para la compatibilidad con versiones anteriores de dispositivos ahora obsoletos.

Microsoft Windows discontinued support for the game port with Windows Vista, through USB converters can serve as a workaround.

Hardware

El conector DA-15 del puerto de juegos incluye entradas para un total de cuatro canales analógicos y cuatro botones. Estos casi siempre se implementaron como dos joysticks con dos botones cada uno, pero también es posible admitir cuatro controladores de paleta, cada uno con un botón, o un solo gamepad con dos joysticks analógicos y cuatro botones usando las mismas entradas. El puerto incluye pines redundantes, incluido un total de cuatro suministros de +5 V, y conexiones a tierra separadas para la mayoría de los botones. En la mayoría de los puertos de juegos similares, como los de Atari, se usa un solo +5 V y tierra para todos los canales.

El puerto de juego se montó originalmente en una tarjeta ISA dedicada. Desde principios de la década de 1990, cuando el puerto de juegos pasó de tarjetas de expansión dedicadas a E/S de PC o tarjetas de sonido, estos conectores generalmente se han duplicado como conectores para instrumentos MIDI; dos de los pines +5 V y GND redundantes del estándar original se volvieron a dedicar a la entrada y salida MIDI para que esto fuera posible. Para usar un puerto de juegos con instrumentos MIDI, se requiere un cable de conexión con el hardware de optoaislamiento necesario y conectores compatibles; por lo general, estos consistían en un DA-15 macho y una hembra y dos conectores DIN de 5 pines macho. Para muchas tarjetas de sonido, las capacidades midi del puerto de juegos se basaron en la interfaz MIDI Roland MPU-401 (solo en modo UART), sin embargo, algunas tarjetas de sonido más antiguas (en particular, Sound Blaster y Sound Blaster Pro originales) usaban una interfaz patentada que no era compatible con la MPU-401.

Los canales analógicos se leen enviando voltaje a la línea, a través de un potenciómetro en el controlador, en este caso 100 000 ohmios, y luego a un capacitor. El valor se lee cronometrando cuánto tiempo tardó el voltaje en el capacitor en cruzar un cierto umbral. La tasa varió según la resistencia y, por lo tanto, la posición física del potenciómetro. En el puerto de Atari, que tenía canales analógicos similares, hay un temporizador conveniente disponible en forma de circuito de reloj de video. En la PC no hay un reloj similar porque la funcionalidad de video normalmente se proporciona en una tarjeta de expansión. En su lugar, una rutina de software debe activar primero la descarga del condensador mediante la emisión de una escritura de E/S en el puerto de juegos y, a continuación, medir el tiempo que se tarda en cargarlos de nuevo sondeando constantemente el puerto de juegos. Utilizando la fórmula original de IBM, Tiempo = 24,2 μs + 0,011 (r) μs y suponiendo potenciómetros de 100 Kohm, este proceso puede tardar hasta 1,1 ms por lectura, o más de 60 ms si decidimos leer la posición del joystick 60 veces por segundo. Esta sobrecarga significativa fue la razón por la cual el uso de Gameport original en la PC podría consumir hasta un 10% del tiempo de CPU independientemente de la velocidad de la CPU.

Software

Al principio, no había ningún software estandarizado para ejecutar los joysticks; las aplicaciones sondearían los puertos conocidos asociados con los dispositivos como parte de su bucle de juego. Sin embargo, esto dejó la implementación de muchas tareas de limpieza a cada aplicación que las usaba, como buscar y enumerar los dispositivos activos y calibrarlos. Esto cambió en Windows 95, que introdujo entradas de registro de Windows estandarizadas para contener estos valores y facilitar que las aplicaciones encuentren estos dispositivos. DirectX amplió aún más las opciones a través de DirectInput con el "minicontrolador de joystick" con una serie de nuevas capacidades. Entre estos se encontraban soporte para hasta seis ejes analógicos, un sombrero de punto de vista y hasta 64 botones. También admitía hasta 16 dispositivos de este tipo, que podían conectarse mediante cualquier interfaz, no solo el puerto de juegos.