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移植：Astéroric から AsteroNeo へ

同じゲーム、同じ C、別のマシン：1 MHz の 6502 と自作ビットマップから、RP2040 が線を引く 6.25 MHz の 65C02 へ移るとき、何が変わるのか。

著者 bmarty · Tachibana · 2026 年 9 月 16 日

Astéroric は、48 KB の Oric-1 向けに作った Asteroids（Atari、1979）の研究クローンです。アーケード ROM rev 4 のロジックを cc65 の C で書き直し、自作の XOR ベクター描画で、1 フレーム 20,000 サイクルの中で 25 Hz — そこに至る 40 のフェーズは前の記事に書きました。AsteroNeo はその Olimex Neo6502 への移植です：6.25 MHz の本物の W65C02S、チップセット役の RP2040、$FF00 の API。方針：専用リポジトリ、上流ファームウェアのモード 0（320×240、256 色）、全画面のフィールド、ロジックは cc65 の C・API 層は ca65、30 Hz、API による XOR 描画、テストのオラクルは Phosphoneo、スモークテストは公式エミュレータ neo。2 スプリント後、ゲームはエミュレーション上で遊べるようになりました。何が変わり、何が抵抗したかを記します。

Oric-1 → Neo6502 を一表に

1. 動かないもの

ゲームロジック — ウェーブ、小惑星の分裂、2 種の円盤の AI、ハイパースペース、ハイスコア — はそのままです。アーケードの逆アセンブルを転写したもので、ハードウェアに依存しません。Astéroric の 7 つの C モジュール（game、asteroids、ufo、hud、font、title、keys）はそのまま別のマシンへ移ります。Oric のハードウェアに触れていたもの — HIRES、VIA、AY — はすべて 4 ファイルの Neo6502 層に置き換わります：neo_gfx.s（描画）、neo_time.c（タイミング）、neo_input.c（キーボード）、neo_sound.c（サウンド）。

2. 描画：自作 Bresenham からファームウェアの線へ

Oric では線は 1 ピクセルあたり約 97 サイクルかかり、それが 25 Hz を決めました。Neo6502 では線を引くのは RP2040 です。65C02 は座標を置いて関数 5,2 を呼ぶだけ。本物のファームウェア上の共シミュレーション（Phosphoneo + libemul）で測ると、線 1 本は約 22 65C02 サイクル（ARM 544 ステップ）、ピクセル 1 点は約 5 サイクル — 長さによりません。予算の性質が変わります：数えるのはピクセルではなく呼び出しです。

微妙な点は別の場所にあります。ファームウェアの線（EFLA アルゴリズム）は半開区間で、[P0, P1[ を描き終点を含みません。XOR では、辺ごとに描いた多角形は頂点を一つおきに失うか、二度点灯します。neo_gfx.s はこれを 2 つのプリミティブにしました：閉じた線（線 + 終点ピクセル）と、逆向きに描く「開いた」線 ]P0, P1]。こうして各頂点はちょうど一度だけ XOR されます。テストプログラム t_xor が冪等性を検証します：多角形を二度描くと画面は白紙に戻ります。

3. 座標：320 は 1 バイトに収まらない

Astéroric は 8 ビットの世界でした：240 列、すべてがレジスタに収まります。幅 320 ピクセルでは位置は int になり、8.8 固定小数点の速度積分は桁上げ付きで行います（phys.c）。トーラス状の衝突判定と複製によるラップアラウンド（端をまたぐオブジェクトは二度描く）は 320×240 で書き直し、スポーン・ラップ・HUD の定数は全画面のフィールドに合わせました。

4. タイミング：60 Hz のフレーム上で 30 Hz

VSync も Timer 1 もありません。ファームウェアは 60 Hz のフレームカウンタ（5,37）を公開しています。ゲームステップは 30 Hz — 2 フレーム — に固定し、25 Hz 用に較正していた定数はすべて計算し直しました。測定した遅延の下で、スプリント 1 は 255 ステップ中 3 ステップの遅れで間に合っていました。

その後プレイテストが、もっと丸い小惑星を求めました。gen_shapes.py で滑らかにした Atari のシルエットは 11〜13 頂点から 24/16/10 頂点へ。辺をつなぐ C のループは 1 辺あたり約 1,500 サイクルかかり、ゲームは 255 中 200 ステップの遅れに落ちました。多角形描画をアセンブラで書き直し（poly_xor：辺ごとのクリップ、半開区間の辺）、255 中 2 ステップの遅れに。このマシンのボトルネックはピクセルではなく、各呼び出しを包む C のオーバーヘッドです。

5. キーボードとサウンド

Oric の VIA/PSG マトリクスは、HID コードによる各キーの状態（1,2）に置き換わります。5 つのアクション — 回転、推進、ハイパースペース、発射、終了 — は CONTROLS 画面から任意の名前付きキーに再割り当てでき、マッピングは RAM に置かれます。サウンドは AY とその IRQ を離れ、ファームウェアの 4 チャンネル生成器（8,7）へ。Astéroric の各効果音はジングルも含め、矩形波/ノイズのノートキューとして作り直しました。ハードウェアのエンベロープがないため減衰は音量の階段です。9 月 16 日に neo で耳で確認 — エミュレータ上であり、ボード上ではありません。

6. ツールチェーンで注意した 2 点

cc65 2.19 と OptStackOps。同じロジックをホストで gcc でコンパイルすると正しいのに、小惑星は線分のもつれとして表示されました。オプティマイザが C スタック上の演算を融合する際、頂点数のテーブルを形状 ID ではなくポインタの下位バイトで索引していたのです。回避策：プロジェクト全体で --disable-opt OptStackOps（呼び出しごとに数サイクル、6.25 MHz では影響なし）と、ポインタより先に n を読むこと。教訓：最適化パスを有効にしたら必ず基準キャプチャを通し直すこと。

きれいに終了する。NeoBASIC に戻るための jmp ($FFFC) はゲームを再起動していました。リセットベクタが .neo の実行アドレスにパッチされているからです。終了は今では API（1,3：NeoBASIC を再ロード）を経て jmp (0) — カーネルがリセット時に行うのと同じ。テスト t_exit は終了後に PRINT 6*7 を打ち、42 を期待します。

7. テスト

3 段階、すべて make test の中に。ホストでは、ファームウェアの EFLA を再現するスタブに対して移植可能なロジックを gcc でコンパイルします（8.8 積分、衝突、形状テーブル、XOR の冪等性、ラップアラウンド、分裂、キーテーブル）。ターゲットでは、Phosphoneo が決定論的なシナリオ — タイトル画面、1 ゲーム、CONTROLS、プログラム t_line・t_xor・t_exit — を再生し、キャプチャを基準とビット単位で比較。テンポは共シミュレーションで記録した遅延の下で測ります。最後に公式エミュレータでのスモークテスト。この網が cc65 の事例、欠けた頂点、偽の NeoBASIC 復帰を捕まえました。

8. 私たちが主張しないこと

Neo6502 のボードはまだ一枚も接続していません。すべて Phosphoneo、本物のファームウェアとの共シミュレーション、neo で検証しています。ボード上の実際の呼び出し遅延は未測定（プラン B：ハードウェアスプライト）。サウンドはエミュレータ上で耳で確認しただけです。スプリント 2 は進行中：USB ゲームパッド、60 Hz オプション、SD/USB へのハイスコアとキーマッピングの保存。バイナリ asteroneo.neo（v0.2.0）は GitHub と Framagit で公開。リポジトリの CHANGELOG が正です。

出典とリンク

• AsteroNeo（GitHub）
• AsteroNeo（Framagit）
• Astéroric — Oric-1 向け研究クローン
• Asteroids を Oric-1 に移植する：抵抗したもの
• Phosphoneo — Neo6502 のリファレンスエミュレータ
• Neo6502：私たちの取り組み

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