专利名称:游戏机用盒式存储器和使用该存储器的游戏机的制作方法
本发明涉及一种游戏机用盒式存储器和使用该存储器的游戏机。更准确地说，本发明涉及一种装有游戏用存储器的盒式存储器和使用该盒式存储器的一种游戏机。
例如，一种具有一般或通用形状及结构的只读盒式存储器已在4，149，027号美国专利中公开。
此外，一种在游戏机主体中用所谓前装入方式装入只读盒式存储器的游戏机已在4，095，791号美国专利中公开。
在上述两篇现有技术中都没有公开过防止所谓倒插并且只允许使用真正的盒式存储器的装置和结构。
通常，在现有技术中，为了防止倒插所采用的众所周知的方法是，安装盒式存储器的接插件，使其偏离盒式存储器的中心。
假如，接插件的位置在开口的长度方向上偏离中心，那么在开口长度方向上需要有一个附加长度。这样，相应地产生了限制盒式存储器小型化的问题。再有，如果接插件的位置在接插件厚度的方向上偏离中心，那么安装在内部的印制电路板就得在盒式存储器的厚度方向上向上或向下偏置，从而电子元件只能安装在印刷电路板的一个面上。这样，又相应地产生了限制印制电路板集成度的问题。
本发明的主要目的是提供一种游戏机用盒式存储器，该游戏机具有新的形状或结构能防止盒式存储器倒插并且仅允许使用真正的盒式在储器。
本发明的另一个目的是提供一种游戏机它能使用游戏机用新的盒式存储器。
简单地说，第一个发明是一种游戏机用盒式存储器，它包括外壳，在该外壳背面至少一侧端上形成一斜面部分，在该外壳表面至少一相应侧端上形成一边缘部分，而且该边缘部分与斜面部分具有不同的形状;一块印制电路板，它装在该外壳内;游戏信息发生器，按游戏需要产生信息;和数据处理器，它安装在该印制电路板上实现预置数据处理，从而确定盒式存储器的真假。
简单地说，第二个发明是一个游戏机。在游戏机主体内插入一个盒式存储器即可完成一个游戏。在该游戏机内，盒式存储器包括外壳，在该外壳背面至少一侧端上形成一斜面部分，在该外壳表面至少一相应侧端上形成一边缘部分，而且该边缘部分与斜面部分有不同的形状;一块印制电路板，它装在该外壳内;游戏信息发生器，它安装在印制电路板上用于产生游戏信息;第一半导体存储器，它安装在印制电路板上，存储用于确定盒式存储器真假的程序;和第一数据处理器，它用于执行储存在该第一半导体存储器中的程序;而游戏机主体则包括盒式存储器插入部分，用于接受盒式存储器;接触部分，在该盒式存储器插入部分上形成，在盒式存储器插入时它能与其斜面部分接触;显示信号发生器，用于产生显示信号，该显示信号是用在基于游戏信息发生器产生的游戏信息进行显示的图象显示器上;第二半导体存储器，它与第一半导体存储器相连接，用于储存确定盒式存储器真假的程序;和第二数据处理器，它用来执行储存在第二半导体存储器中的程序。
当盒式存储器表面朝上正常插入时，在外壳背面上形成的斜面部分将平滑地插入没有任何困难。反之，如果外壳的表面上没有形成斜面部分或边缘部分，那么当外壳背面朝上插入也就是倒插时，通过表面的边缘部分来检查盒式存储器的插入情况。更进一步说，由装在印制电路板上的数据处理器来确定盒式存储器的真假。
按照本发明，利用在外壳背面至少一侧端上形成的斜面部分能可靠地避免盒式存储器的倒插而不必象在普通的外壳中那样根据中心仔细检查盒式存储器的接插件的位置。因此，按照本发明，盒式存储器可以做的更小巧，还能够有效地避免盒式存储器的倒插，而且不会因此降低安装在内部的印制电路板的集成度。
此外，按照本发明，数据处理器进行数据处理以确定盒式存储器是否是真的。因此可以得到一种能够把适合于该游戏机的盒式存储器和其它盒式存储器区分开来的盒式存储器。进一步说，可以通过游戏机和盒式存储器的共同作用来确定盒式存储器的真假，并且能防止使用任何不合适的盒式存储器。
这样，按照本发明，仅能使用真正的盒式存储器，而且由此能够可靠地防止盒式存储器中游戏信息发生器的程序(软件)或游戏机本身的程序(软件)被复制或伪造，进而对软件的保护更加完备。
本发明的这些目的和其它目的、特征、形状和优点在下面结合附图进行具体描述时将变得更加清楚。
图1A 是按照本发明从其表面观察的一个游戏机用盒式存储器实施例的透视图。
图1B 是一个从背面观察的盒式存储器的透视图。
图2 是图1实施例的部件分解视图。
图3 是按照本发明表示一个能使用盒式存储器的游戏机主体具体实例的透视图。
图4 是游戏机主体所装入装置的透视图。
图5 是前装入装置的平面图。
图6 是前装入装置的正视图。
图7 是一个取自图5中Ⅶ-Ⅶ线的剖面图。
图8 是锁定机构的视图。
图9 是印制板插头座的剖面图。
图10 是包括盒式存储器和游戏机主体整个系统布局的方框图。
图11 是钥匙微处理机电路布局的方框图。
图12 是图11电路动作的时间图。
图13 是图10和图11所示实施例动作的流程图。
图1A是从表面观察盒式存储器的透视图，图1B是从背面观察该盒式存储器的透视图。盒式存储器10包括外壳12，该外壳由下半部14和上半部16组成。在外壳12的端部插入方向上形成矩形开口18，而且装在外壳12中的印制电路板的端部20a暴露在开口18中。
盒式存储器10，其上半部16朝上，如同后面(图3)所述，沿着图1A箭头所示的方向，插进并装入游戏机主体42内。然后在外壳12的末端附近插入方向上的两侧端形成阶形部分22。外壳12，在插入方向上由于两侧阶形部分造成末端部分的宽度较窄而其后的剩余部分较宽。一种与这些阶形部分形状相似的外形已被公开，例如，在4，500，879号美国专利中的图1所示的“颈部25”。然而，在本实施例中采用了一种所谓的前装入机构，其中盒式存储器10的整体插入游戏机主体42(图3)中。因而，不象4，500，879号美国专利中所述的那样，这些阶形部分22不是确定暴露在主体之外的盒式存储器部分，而是起设定盒式存储器插入量的挡块作用，也就是说，外壳12保持常量。
在插入方向上外壳12的上半部16的后端形成一个凹形部分24，而且在下半部14的相应位置上形成凹形部分26。这些凹形部分24和26作为捏夹面以便把盒式存储器10从游戏机主体42(图3)中取出。由于这个目的，形成的这些凹形部分24和26的尺寸要足够大使得用手指能捏住盒式存储器。
下半部14的凹形部分26还起阻止与可进入游戏机主体的预定盒式存储器不同的所有盒式存储器插入的作用。更准确地说，下半部16的凹形部分26仅允许特定形状的盒式存储器装入。其中，在凹形部分26的位置上形成具有一定深度的凹形部分，它阻止与图6中所示的柱形突起144配用的那种盒式存储器有不同形状的所有盒式存储器的正常装入。这将在后面描述。同时，在该图示中为了还作为捏夹部分，形成凹形部分26，使其面积远大于柱形突起144的顶面。但是，凹形部分26还可以做成小槽形或做成正好让突起144插入的通孔。在这种情况下，盒式存储器能否被装入可以通过柱形突起144和槽口或通孔之间的位置关系或形状关系来辨别。
从图1B清楚地看到，在下半部14的底面两侧端上形成具有一定斜度的斜面部分。这些斜面部分是为了避免盒式存储器10颠倒引起的所谓倒插而设计的。其次，在上半部16顶面两侧端上形成与斜面部分28具有不同形状的边缘部分。然而，作为边缘部分，其倾斜部分可以具有与斜面部分28不同的斜度，边缘部分可以考虑采用小于斜面部分28的园形(R)或单棱角形。同时该斜面部分28和与其对应的边缘部分也可以仅在外壳宽度方向的一侧端上形成。
参照图2，在由下半部14和上半部16形成的外壳12内部，装有印制电路板20，该印制电路板通过隔板42与外壳保持一个预定的间隔，而且印制电路板20的端部20a露出外壳12的开口18。这时，把印制电路板20的末端部分20a的端部从外壳12的开口18的端面向内放置以防止印制电路板端部受损坏。在端部20a上，有多个用来连接到只读存储器32和34上的连接电极30，30，……，一个微处理机36以及其它类似器件在印制电路板20的宽度方向上排开。印制电路板20由在印制电路板20上形成的孔38和在下半部14上形成的孔40通过螺钉固定。
在该实施例中，只读存储器32起程序只读存储器的作用存储游戏程序。而只读存储器34作为产生游戏用字符信号或数据的字符只读存储器进行工作。微处理机36起数据处理器的作用，完成数据处理并用于确定内部装入盒式存储器的游戏机主体42是否是允许使用的那种机型。因此，确定盒式存储器的真假是通过微处理机36和游戏机主体42的微处理机202的共同作用完成的。
这样一个盒式存储器被插入图3所示的游戏机主体42内。该主体42包括外壳44;盖46，它以可开、关外壳44顶面前端部的形式支撑。而且，在外壳44内，装有一个前装入装置62。有关前装入装置的详细情况将参照图4到图7在后面描述。插座48和50装在外壳44的前表面上。由操作者操作进行游戏的控制器194a和194b(图10)通过这些插座48和50接入。而且，在外壳下部前表面上还装有电源开关52，指示电源开关52是处于接通状态的发光二极管54和复位开关56。此外，在外壳44的右侧面上装有声音信号用外部接线端58和视频信号用外部接线端60。通过它们将信号传给图象显示器。例如，从主体42引出接至阴极射线管196(图10)。
前装入装置62包括一个如图7所示，在外壳44(图3)中通过隔板64由螺钉固定的框架66。如图7所示，该框架66，其前面有前壁68，两个侧面有侧壁70和72，而左、右壁70和72在其深度方向上的端部与连接部分74和76连接。在连接部分76和74之间有一个细长的开口80，以便印制板插头座78的开口170能够插入。
在盒式存储器的插入方向上，侧壁70和74的端部附近，形成L形阶式部分82和84。而且在侧壁70和72的外侧表面上伸出有边缘部分86和88。在该边缘部分86和88上有固定框架66到外壳44上的安装孔。
在盒式存储器插入方向上的侧壁70和72的中间部分附近，如图5和图6所示的那样，装有柱形弹簧护罩。在弹簧罩90和92的前面，也就是说，在插入方向的后面，在侧壁70和72的内表面上设有啮合槽96和98(图5)，以确定托盘94(图7)的转动范围。这将在后面描述。啮合槽96和98从侧壁70和72的底部一直延伸到接近该侧壁高度三分之二的位置上。而且，在侧壁70和72的阶形部分82和84附近，分别设有可转动支撑托盘94的轴孔100，和从侧壁70和72的顶端部分一直延伸到这些轴孔100的槽102。
在框架66内，放置插入的盒式存储器托盘94通过插入轴孔100中的轴呈可转动支撑方式。该托盘94包括底板104和在底板两侧面形成的侧壁106和108。把具有三角形横截面的凸条110和112固定到由底板104和侧壁106及108形成的拐角处。凸条110和112相对于底板104的斜度与上述盒式存储器10(图1B)的斜面部分28的斜度相吻合。因此，凸条110和112的表面起接触面的作用，用来与盒式存储器的斜面部分28相接触。该装置靠斜面部分28和凸条110和102来防止盒式存储器的倒插。
在托盘94底板的上表面，装有矩形或园弧形横截面的凸条114和116，它们沿盒式存储器10的插入方向一直延伸到底板端部附近。凸条114和116阻止盒式存储器10的背面插入托盘94。也就是说，下半部14的表面与底板104不是面接触，从而降低接触阻力。此外，这些凸条114和116还起底板104加强件的作用。更准确地说，既使底板104在插入方向上有挠曲变形，供插入盒式存储器10的空间靠这些凸条114和116可以得到充分的保证。
与框架66的阶形部分82和84相对应的阶形部分118和120在插入方向的侧壁106和108的端部形成。这些阶形部分118和120与盒式存储器10的阶形部分22相配合，以确保盒式存储器10的插入量为一常量。
由图4和图5可清楚地看出，伸出件122，124，126和128在托盘94的侧壁106和108的顶端向内伸出。这些伸出件122～128的底面和凸条114和116的顶面之间的间隙应选取同盒式存储器10的外壳12的厚度相同或者略大一点。所以，盒式存储器10可插到凸条114和116和伸出件122～128中间去。因而，伸出件122～128可防止当托盘94向下转动盒式存储器处于插入的状态时，该盒式存储器朝上脱出的情况。这将在后面描述。
一个由金属或类似材料制成的加强板130安装在盒式存储器10插入方向后端侧面的一对伸出件122和124上。该加强板130防止底板104挠曲变形，而且也起检验在托盘94被压下的状态下盒式存储器的插入情况。
此外，加强板130由导电材料制成，而且还可以作为防止电子辐射的装置，这是因为当该加强板130与框架66电气连接时，被充在插入盒式存储器10的外壳12上的电荷被释放的缘故。更准确地说，当盒式存储器插入托盘94时，外壳12的上半部16的表面和加强板130相接触。随后，外壳12上的电荷被释放到框架66的位能上。也就是说，加强板130呈地电位。由此，对安装在外壳12内印制电路板20上的电子器件32，34，36以及类似器件来说起到防止电子辐射的作用。从而有效地保护了电子器件32，34，36和类似器件不受静电作用。
在托盘94侧壁106和108的顶端部分，正对着框架66的两侧壁上安装弹簧护罩90和92的位置上方，向外伸出构成弹簧挡片132和134。把螺旋弹簧136分别固定在这些弹簧挡片132、134和弹簧护罩90、92之间。托盘94通过穿过轴孔100的轴(没有示出)以可围绕该轴转动的形式被支撑。而且托盘94由于螺旋弹簧136的作用被朝上施加弹性力。因此，在面对啮合槽96和98的侧壁106和108的外侧表面上形成的啮合突起138(图7)，用于确定托盘94在弹簧136的作用下向上转动的上限。
阶形部分140在托盘94的深度方向，底板104的后部形成(该侧是插入盒式存储器的一侧)。在该阶形部分140上有通孔146。在框架66的前壁68的内侧，通孔146的下方有一块固定板142。在固定板142上，垂直安装一个柱形突起144。选取柱形突起144的外径略小于通孔146的内径，而且它的高度超出底板104的顶面，超出的长度等于外壳下半部14的凹形部分26(图1B)的深度。另外，当盒式存储器插入托盘94时，该柱形突起被置于凹形部分26处。因此，允许托盘94向下转直到凹形部分26的凹面与柱形突起144的顶端接触。至此，才能做到盒式存储器的正常装入。
如果将没有凹形部分26的盒式存储器插入，造成柱形突起的顶端和盒式存储器的背面直接接触，从而制止托盘94向下转动。这样，柱形突起144可以阻止所有在下半部14不具有凹形部分26的这种预定形状的盒式存储器插入。
此外，在框架66的前壁68和托盘94的底板104的阶形部分140上装有锁定机构148。如图7所示，该锁定机构148包括安装在前壁68一侧上的键机构150，它相当于一把钥匙;一个用于锁定的凸轮机构152，该机构装在阶形部分140的下方，它相当于一把锁。如图7所示，键机构150包括在前壁68的后面上的啮合槽154和固定到该啮合槽154上的片簧156。然后，U形钩销靠片簧156的弹性作用力压到凸轮机构152上。还有一个座159用来固定钩销158的顶端，并以能摆动的方式来支撑它的底端。
如图8所示，锁定用凸轮机构152包括一个心形槽160，该槽略宽于上述钩销158的厚度，而且在其中心稍微偏上的位置形成一个整体心形。由心形槽160围绕的岛区形成了啮合突起162，从心形槽160的底端向下延伸形成槽164，在该槽164下面还形成一个喇叭形槽166。
在装盒式存储器时，先将盒式存储器10插入托盘94，此后克服螺旋弹簧136(图4)的弹力将托盘94向下压。这时，由于座159固定地支撑钩销158的顶端，锁定用凸轮机构152在啮合突起162右侧由钩销158的底端、喇叭形槽166、槽164和心形槽160来导向。因此，把钩销158的底端引导到图8中点P1所示的位置上。这意味着，凸轮机构158在心形槽160内通过钩销158的底端的运动描绘出如图8中点划线所示的轨迹。于是钩销158的底端到达点P1所示的位置上。此后，通过减弱抵住托盘94向下的压力，该托盘94靠螺旋弹簧136(图4)的弹力向上。而后，钩销158的底端在啮合突起162的上边与U型凹下部分啮合。也就是说，钩销158的底端处在图8中点P2所示的位置上。由此，托盘94处于被锁住状态，在这种情况下，托盘94保持在下压状态。
相反，当取出盒式存储器10时，托盘94被再次下压。之后，心形槽160的点P3到达钩销158的底端，再次减弱抵住托盘94向下的压力，钩销158的底端在啮合突起162的左侧沿着心形槽160，槽164和喇叭形槽166运动，进入喇叭形槽166的底部。这就是说，钩销158的底端运动描绘出如图8中虚线所示的轨迹，从而解除托盘94的锁定状态。
如上所述，该实施例的凸轮系统锁定机构148先通过下压托盘94把托盘94锁定在框架66的某位置上。而该锁定由第二次下压而释放。所以，它不需要安装一个附加的释放机构。因此，托盘94的锁定机构148的外形可以作得简单和小巧。当然该外形也可以做成这种形式，即锁定机构由一根杠杆或类似件构成。而在联锁状态下，通过操纵一个释放按钮(没有画出)可以释放该杠杆的锁定。
如图4所示，印制板插头座78的开口170与框架66前端的开口80在盒式存储器10插入方向接合。该印制板插头座78有一个U形侧面，而且包括外壳168，从前面看上去外壳是横向伸长的。在外壳168的前表面，上、下各形成一个保持一定间隔的上述开口170和172。把印制电路板20和印制电路板182的边缘部分分别插入开口170和172与连接电极相连。
为了更详细地描述，可参照图9。外壳168上部的前端向前突出超过外壳168下部的前端，相应地开口170所处的位置向前超出开口172。由此，盒式存储器10的印制电路板20倾斜地插入开口170。这意味着，外壳168的上部开口端168a的末端向内弯曲呈倾斜状。另一方面，外壳168的下部开口端168b的末端弯成接近水平的形状。
多对弹簧电极178和180安装在外壳168内。多对这种弹簧电极178和180排列在印制板插头座78的宽度方向。它们之间保持相等的间隔。为了使弹簧电极178和180以等间距形式配置，可在外壳168的内表面上开槽或分段。弹簧电极178和180的各低部开口端都弯成V形，形成面对面放置的接触部分178b和180b。
弹簧电极178的上部开口端弯成V形，以形成接触部分178a，而且弹簧电极180的上部开口端在开口170内的附近先向外弯成V形，再向内弯成V形，以形成接触部分180a。接触部分180a和178a的布置是为了使其在盒式存储器10的插入方向上互相错开。当在盒式存储器10的插入方向(从上述倾斜方向)观察时，接触部分178a和180a之间距保持基本上等于或者略大于印制电路板20的厚度。因此，用来确定印制电路板20插入深度的挡块184在接触部分178a的下方形成。在盒式存储器的插入方向上接触部分178a和180a保持一定间距的原因在于把印制电路板20，也就是，把盒式存储器10插入直到盒式存储器10的印制电路板20的末端部分20a(图2)碰到挡块184上，此后印制电路板20以接触部分180a作为支点其后端向下压到使印制电路板20和印制电路板182平行的位置上。借此，可以容易地把印制电路板20装入。印制电路板20的下压是通过上述的托盘94的向下转动实现的。
当用游戏机主体42(图3)做游戏时，首先把声音外接线端58和视频外接线端60接到阴极射线管196(图10)上，譬如接到一台家用电视机上。然后打开盖子46，将盒式存储器插入托盘94，使其下半部14置于下边(图7)。这时，盒式存储器的阶形部分22和托盘94的阶形部分118和120啮合，盒式存储器10的插入量被确定。那么印制板插头座78的外壳168的上部开口170，也就是整个上部开口端168a与盒式存储器10的外壳12的开口18(图1A)吻合。在这种情况下，如图9所示，盒式存储器10的印制电路板20有一个预定角度的斜度。例如，与正常的装入状态，即与游戏机主体42的印制电路板182平行的状态相比成大约为10°的角。因此，弹簧电极178与印制电路板20的导电电极图形30，30……(图2)接触不良。
随后，盒式存储器10，或者说托盘94向下压。这时，如果盒式存储器10具有预定的形状，也就是说当插入的是一个真正的盒式存储器时，托盘94被向下压，锁定机构148将托盘94锁住，使其保持在水平状态。因此，印制电路板20的导电电极图形和相应的弹簧电极178在印制板插头座78的上部开口170内压接触，使其处于良好的接触状态，实现电气连接。此后，关上盖子46(图3)，使用控制器194a和194b(图10)就可以做游戏了。
如果使用无凹形部分26(图1B)的盒式存储器，也就是说，如果将伪造的盒式存储器插入托盘94时，由于柱形突起144(图6)碰到盒式存储器的背面而使托盘94无法压下。
参照图10，控制器194a和194b通过插座48和50;而阴极射线管196通过外接线端58和60(图3)分别同游戏机主体42连接。再有，印制电路板182通过上述印制板插头座78的接触部分178b和180b连接到游戏机主体42上。游戏微处理机198安装到印制电路板182上，而且上述控制器194a和194b以及阴极射线管196都通过输入输出接口206连接到该微处理机198上。再将图象处理机200、确定盒式存储器真假的微处理机202和时钟振荡器204都接到印制电路板182上。例如，图象处理机由Nintendo制造的IC“2CO3”组成，而输出图象信息由游戏微处理机处理，作为视频信号给阴极射线管196。
例如，用于测定盒式存储器真假的微处理机202由四位微处理机构成，它与装在盒式存储器10的印制电路板20上的用于确定盒式存储器真假的微处理机36相同。复位开关56与微处理机202相连。复位电容56a再和复位开关56並联地接到微处理机202的复位终端。当电源开关52(图3)接通时，复位电容56a被充电，由此完成所谓的初始复位(通电清零)。该复位使微处理机202在预定的时间内保持初始状态。
如上所示，把存储程序的只读存储器32和产生字符信息的只读存储器34都安装到盒式存储器10的印制电路板20上。然后，如图9所示，把盒式存储器10的印制电路板20和游戏机主体42的印制电路板182通过印制板插头座78电气连接。而后，再将时钟振荡器204的时钟信号通过印制板插头座78，即通过接触部分178b、180b、178a和180a送至安装在盒式存储器10的印制电路板20上的用于确定盒式存储器真假的微处理机36上。
接下来参照图11，对用于确定真假盒式存储器的微处理机36作更详细地描述。由于游戏机主体一侧的微处理机202与微处理机36具有相似的结构，因此在图11中，与之有关的参考符号在括号内标出，而且重复的描述在此省略。
如上所述，微处理机36和202通过相互间的共同作用来测定盒式存储器是真正的还是伪造的。这两个微处理机36和202的功能可以比作所谓的钥匙和锁之间的关系。因此，在下面的描述中，微处理机36称之为钥匙微处理机;而微处理机202称之为锁微处理机。
如图10所示，当把钥匙微处理机36与电源Vcc连接时，锁微处理机202的预置终端接地。由此，微处理机36和202可确定它们自身的功能是钥匙还是锁。
钥匙微处理机36和锁微处理机202的相应终端I、O和R通过印制板插头座78分别相连，以在它们之间给出或接收数据。如上所述，共用的时钟振荡器204的时钟信号CLK输给两个微处理机36和202。微处理机36和202在工作周期和相位完全同步的状态下工作。
参照图11，例如钥匙微处理机36是4位配置的，而且该微处理机36包括一个中央处理器36a作为数据处理器;一个只读存储器36b作为一个半导体存储器;和一个随机存取存储器用来存储中央处理器36a进行数据处理所需要的各种数据。只读存储器36b存储中央处理器36a的运算程序，而这些运算程序包括两个算术运算程序。算术运算程序之一包括多种算术运算公式和算术运算的随机数数据。再有，该运算程序包括一个确定程序，对照锁微处理机202的运算结果比较和校验另一个算术运算程序的运算结果;还有一个对照钥匙微处理机36的运算结果确定一个算术运算的程序。中央处理器36a起确定程序装置的作用，执行这些确定程序。
此外，运算程序还包括一个控制程序，根据上述确定程序的确定结果控制游戏机主体42复位状态的复位或释放。
将累加器36d接到中央处理器36a上。另外，寄存器36e接到只读存储器36b上。寄存器36e是用来临时存储从只读存储器36b中取出的程序数据。中央处理器36a、累加器36d和寄存器36e由数据总线36h连接。该数据总线36h接到输入输出口36g。通过该输入输出口36g，将数据输出到锁微处理机202，並接收从微处理机202送出的数据。
此外，在钥匙微处理机36中，装有一个用于从时钟振荡器204(图10)接收时钟信号并对该信号进行分频的分频器36f，而且选择分频器的分频比，例如选择分频比为1/4。
下面将参照时间图(图12)简单地描述分频器36f的工作情况。如上所述，分频器36f对来自时钟振荡器204的时钟信号CLK进行1/4分频。因此，从分频器36f中获得四个具有不同相位的信号φ1、φ2、φ3和φ4。将这些信号φ1-φ4送入中央处理器36a中。中央处理器顺次与这四个信号φ1-φ4同步，完成预定的运算。例如，与信号φ1同步，从输入输出口36g读取数据;和信号φ2和φ3同步，完成一个预定的算术运算处理(数据处理);与最后一个信号φ4同步，从输入输出口36g输出数据。
另外，这些信号φ1-φ4也输给锁微处理机202，因此两个微处理机36和202以完全同步的方式工作。更准确地说，对于钥匙微处理机36和锁微处理机202而言，两者运算程序的步数和体系结构相同，而且硬件和其时钟信号也完全一样，因此两设备的循环完全一致。
参照图13，在盒式存储器10装入游戏机主体42之后，接通主体42的电源开关52(图3)或者接通复位开关56，完成锁微处理机202的复位操作，在步骤S10中，该锁微处理机202开始工作。
在下一步骤S11中，锁微处理机202来确定其起锁的作用还是起钥匙的作用。正如对图10所解释的那样，该确定是通过检验预定终端是接地还是接到电源上而进行的。在这种情况下，锁微处理机202应当确定它本身起锁的作用，但是当它确定本身起钥匙的作用时，例如由于线接错了，出现某种故障或类似原因时，它处于不稳定状态，它就不能完成任何运算。
当步骤S11确定结果为“是”时，在步骤S12中，锁微处理机202使每个电路复位，这样游戏机主体42不执行游戏程序，而是继续保持复位状态。更准确地说，中央处理器198和图象处理器200(图10)被迫置于复位状态直到步骤S21时，复位状态释放方能运算，这将在后面描述。还有，在该步骤S12中，钥匙微处理机36也被复位。
在下一步骤S13中，锁微处理机202解除钥匙微处理机36的复位，使得两个微处理机36和202同步。更准确地说，锁微处理机202的设备循环的设立使得从锁微处理机202输给钥匙微处理机36的复位信号在时钟信号CLK特定周期的一个信号(例如信号φ4)和下一个周期的信号φ1之间输出。因此钥匙微处理机必定是用信号φ1开始运算。而且钥匙微处理机36用与锁微处理机202完全一样的设备循环开始运算，因此两个微处理机36和202被同步，而后两个微处理机以完全同步的状态运算。
在步骤S13中，当钥匙微处理机36的复位解除时，钥匙微处理机将确定其本身在下一步骤S11′中是起锁的作用还是起钥匙的作用。在这一步骤S11′中所做的这种确定是通过确定钥匙微处理机36的预定终端是接地还是接电源，这如同上述步骤S11中所做的确定一样。当在步骤S11′中确定为“否”时，即产生了不稳定状态，这时微处理机将不做任何运算。
此外，当在步骤S11′中确定为“是”时，则进入步骤S14′，进行运算并执行下一步骤。
另一方面，锁微处理机202执行步骤S13然后执行步骤S14的运算和进行下一步骤。而后在锁微处理机202和钥匙微处理机36中，同步地进行完全相同的运算，也就是说，它们的时间轴是相吻合的。
首先，在步骤S14′中，锁微处理机202和钥匙微处理机36从各自的程序只读存储器202b和36b(图11)(步骤S14和S14′)以随机数的形式输出代码。使用完全相同的随机函数完成这些代码的输出，因此随机函数给出的条件对两个微处理机36和202来说是同样的。因此，当盒式存储器是真正的时，在钥匙微处理机36中产生的代码变成完全一样。
随后在步骤S15和S15′中，锁微处理机202和钥匙微处理机36交换数据并分别地接收由计数部分产生的代码。而后，在步骤S16和S16′中，两个微处理机根据由计数部分输入的代码完成预定的数据处理。在两个微处理机36和202中用于这些算术运算程序的算术运算公式是完全一样的。因而，当输入的代码相同时，这些算术运算的结果也相同。其后，在步骤S17和S17′中，锁微处理机202和钥匙微处理机36分别把算术运算的结果送至计数部分。在步骤S18和S18′中，两个微处理机36和202分别地接收从计数部分输入的算术运算结果。这里，由于钥匙微处理机36和锁微处理机202在同样的时间内完成完全相同的运算，所以从计数部分输入的算术运算的结果是在同一时间输入的。因此，在该实施例中，为确定盒式存储器的真假，不仅要考虑算术运算结果的吻合而且还要考虑时间轴的吻合。
接下来，在步骤S18中，锁微处理机202对照来自钥匙微处理机36的算术运算结果，比较和检查由它本身进行的算术运算的结果，确定两者之间是否互相吻合。如果该检查结果确定为“否”，则锁微处理机202保持游戏机主体42中的每个电路，即中央处理器198、图象处理器200和类似器件在下一步骤S20中处于复位状态。由此，阻止游戏机主体42执行游戏程序。
另外，可以使用一个根据非吻合确定的报警装置或者将数据处理返回到初始状态，即步骤S11的状态来取代复位状态的保持。
在步骤S19中，如果检查结果确定为“是”，在下一步骤S21中，锁微处理机就释放中央处理器198、图象处理器200和类似器件这些电路的复位状态。
随后，在步骤22中，锁微处理机202基于预定的随机函数产生第一和第二两个随机数数据。然后在步骤S23中，锁微处理机202通过随机数的第二数据选择算术运算公式的种类，而且把随机数的第一和第二数据作为值代入选定的算术运算公式。更准确地说，在该实施例中，把n(正整数)种算术运算公式在算术运算程序中预先作为第二算术运算处理(数据处理)而且从它们中根据随机数的第二数据选出一个算术运算公式。随后，在步骤S24中，利用随机数的第一和第二数据进行的算术运算是基于选定的算术运算公式完成的。在步骤S19和S24中的这些运算也在完全相同的时间内以同样的方式在钥匙微处理机36中完成。而且，在微处理机36中应用的用来产生随机数的第一和第二数据的随机函数也同样用于锁微处理机202中。因此，对于锁微处理机202和钥匙微处理机36来说，产生随机数的第一和第二数据的随机函数给定的条件是完全相同的。因此，如果盒式存储器适合于游戏机主体42使用，那么在两个微处理机36和202中选择完全相同的算术运算公式，算术运算的结果也将一样。
随后，在步骤S25中，锁微处理机202把在步骤S24中完成的算术运算结果送到钥匙微处理机36，并接收由钥匙微处理机36完成的算术运算结果。同样的运算也在钥匙微处理机36中完成。
下一步，在步骤S26中，锁微处理机202对照从钥匙微处理机36中接收的算术运算结果来比较和检验本身的算术运算结果，由此确定两者间是否相互吻合。
如果装入游戏机主体42中的盒式存储器是假的，两者做的算术运算结果就不吻合。由此，锁微处理机202迫使中央处理器198、图象处理器220和类似器件置于复位状态，以阻止后面在步骤S27中的运算。
反之，当锁微处理机202本身的算术运算结果和从钥匙微处理机36接收到的算术运算结果相互吻合时，锁微处理机202的数据处理又回到步骤S22。然后，重复步骤S22-S26中的运算。这意味着，在该实施例中，只要游戏机主体42启动，第二算术运算程序就被执行。而且，如果在运算中，一但发生不吻合现象，就执行步骤S27。中央处理器198和图象处理器200的运算就停止。因此，阻止了游戏机主体中游戏程序的完成。
同时，与步骤S26和S27同样的过程也在钥匙微处理机36中完成。然而，钥匙微处理机36对在游戏机主体42上的每个电路的复位以及复位的释放不起作用。
而且，对于钥匙微处理机36来说，由于片选(Chip Selection)端通常是装在只读存储器32和34中，这些片选端有可能被禁止，那么游戏机主体42的微处理机198和图象处理器200就无法接入。
虽然在步骤S19中通过检查第一算术运算的结果就足以确定盒式存储器的真假，但是在上述实施例中，只要游戏机主体42启动，第二算术运算和其结果的检查就在步骤S22-S26整个时间内完成，而且能使确定盒式存储器的真假结果更加完善。此外，当在盒式存储器10内使用任何模仿的只读存储器32和34或者包含存储与其类似程序的只读存储器时，对于软件的这种保护就不会中断，除非其硬件和钥匙微处理机36完全相同。而且，由于使用了定制的集成电路作为钥匙微处理机36和锁微处理机202，就使这种保护更加完善。
这样，把用于确定盒式存储器真假的微处理机36装在盒式存储器10中，而且通过与游戏机主体42的微处理机202的共同作用，就能使盒式存储器10的软件得到更完全的保护。由此，任何模仿的或伪造的盒式存储器，也就是与真正的盒式存储器不同的所有盒式存储器都不能使用。
此外，按照本发明，盒式存储器10也适合于带有适合盒式存储器10的插入口并从主体上部把盒式存储器插入的游戏机，而不局限于如图4-图7所示的那种具有前装入系统的游戏机。
图14是按照本发明从盒式存储器的背面观察得到的另一个实施例的部件分解视图。为制造方便起见，本实施例的盒式存储器10′与图1A到图2所示的实施例的区别如下。更准确地说，在上半部16的开口18，装有一个带凹槽208的隔板210，凹槽208用来与印刷电路板20的末端20a相啮合，在隔板210的两端附近，装有用来定位的突起212和214。这些定位突起212和214对应印制电路板20的两个侧面的开关呈L形或阶形。定位突起212和214的左侧和右侧的形状和位置是不相同的。因此，印制电路板20在外壳12中很容易定位，从而避免了印制电路板20的正、反面在外壳12中装颠倒。
同时，可以用印制电路板20′代替单个印制电路板20。印制电路板20′包括第一印制电路板216，第二印制电路板218和用来内连两块印制电路板216和218的双向印制板插座220。使用这种印制电路板20′的原因是使没有钥匙微处理机36的印制电路板218应用到该实施例所示的游戏机主体42上，或者提供一种盒式存储器10′，它具有可换性或可变性，其中有用于另一种游戏的印制电路板218，它还有与印制板插头座78的连接电极数目不同的连接电极。在这种情况下，安装在第一印制电路板216前端20a上的连接电极数目可选择与上述实施例中的印制电路板20的连接电极数目相等;而安装在第一印制电路板216后端的连接电极数目可选择与第二电路板218的相等，而且把钥匙微处理机36安装到第一印制电路板216上。然后把第一印制电路板216的后端插入双向印制板插座220的一个插口中;把第二印制电路板218插入印制板插座220的另一插口中。
在双向印制板插座的左右两侧各有一个带孔的安装件224。只读存储器32和34装在第二印制电路板218上。在第二印制电路板218的中心有一个孔226，而且在偏离孔226的位置上还有一个孔228。
另外，在使用印制电路板20′的外壳内，其上半部16上，还设有带螺孔的安装柱230和232以及定位柱234。在安装柱232的外缘上，在相当于第二印制板218的厚度以下的位置上形成一尾翼状突起236。因此使得印制电路板20′很容易安装而且防止了印制电路板20′的正、反面装颠倒。依靠这种结构，有可能稳固地把印制电路板20′固定到外壳12上。
虽然已经详细地描述了本发明，但很清楚，那仅仅是通过图解和示例方式做出的，而本发明的保护范围将不受此限制，它将由权利要求
确定。
权利要求
1.一种可插入游戏机主体内的游戏机用盒式存储器，它包括外壳，在所说的外壳背面至少一个侧端上形成一斜面部分，在所说的外壳表面至少一个相应侧端上形成与所说的斜面部分具有不同形状的一边缘部分；一块印制电路板，它装在所说的外壳内；游戏信息发生器，它装在所说的印制电路板上，用于产生游戏所需的信息；和数据处理器，它装在所说的印制电路板上，用于完成预定的数据处理以确定盒式存储器的真假。
2.按照权利要求
1所说的一种游戏机用盒式存储器，其中在所说的外壳背面的两个侧端上形成形成所说的斜面部分，在所说外壳表面的两个侧端上形成所说的边缘部分。
3.按照权利要求
2所述的一种游戏机用盒式存储器，它再包括一个在插入方向上，在所说的外壳端部至少一个侧面上形成的阶形部分。
4.一种靠盒式存储器插入游戏机主体能够做游戏的游戏机，其中所说的盒式存储器包括外壳，在所说的外壳背面至少一个侧端上形成一斜面部分，在所说外壳表面至少一个相应侧端上形成的，和所说的斜面部分具有不同形状的一边缘部分;一块印刷电路板，它装在所说的外壳内;游戏信息发生器，它装在所说的印制电路板上用于发生游戏用信息;第一半导体存储器，它装在所说的印刷电路板上，存储确定盒式存储器真假的程序;和第一数据处理器，它执行存储在第一半导体存储器中的程序;和所说的游戏机主体包括盒式存储器插入部分，它用来接受所说的盒式存储器;接触部分，它在所说的盒式存储器插入部分上形成，当所说的盒式存储器插入时，它能够和所说的斜面部分接触;显示信号发生器，它根据所说游戏信息发生器产生的游戏信息产生图象显示器用的显示信号;第二半导体存储器，它与所说的第一半导体存储器联合，存储确定所说盒式存储器真假的程序;和第二数据处理器，它具有与第一数据处理器相同的性能，用于执行存储在第二半导体存储器中的程序。
5.按照权利要求
4所述的一种游戏机，它再包括禁止装置(disabling means)，用于禁止游戏机响应所说的第一和第二数据处理器的至少一个输出。
6.按照权利要求
5所述的一种游戏机，其中所说的游戏机主体包括控制游戏的控制器，而且所说的禁止装置禁止所说的控制器。
7.按照权利要求
6所述的一种游戏机，其中所说的禁止装置包括禁止所说的游戏机主体的控制器取数给所说的第一半导体存储器的装置。
8.一种可插入游戏机主体内的游戏机用盒式存储器，它包括外壳，在所说的外壳表面至少一侧端上形成一斜面部分，在所说的外壳表面至少一相应侧端形成与所说的斜面部分具有不同形状的一边缘部分，在插入方向上，在所说的外壳端部至少一侧上形成与游戏机主体的某一部分啮合的一阶形部分;一块印制电路板，它装在所说的外壳内;游戏信息发生器，它装在印制电路板上，用于产生游戏信息。
9.按照权利要求
8所述的一种游戏机用盒式存储器，它再包括一个凹形部分，该凹形部分在所说外壳的背面，在插入方向上该外壳后端附近形成，能和游戏机主体的某一部分啮合。
10.按照权利要求
9所述的一种盒式存储器，其中所说的阶形部分在所说的外壳的每一侧上形成。
11.按照权利要求
9所述的一种盒式存储器，它再包括一个定位突起，该定位突起在所说外壳内形成，用于在预定位置上，固定所说的印制电路板。
12.按照权利要求
9所述的一种游戏机用盒式存储器，它再包括一个突起部分，该突起部分在所说的外壳内形成，用于防止所说的印制电路板的正、反面被装倒。
13.按照权利要求
9所述的一种游戏机用盒式存储器，它再包括数据处理器，该数据处理器装在印制电路板上，用于执行确定该盒式存储器真假的预定数据处理。
专利摘要
游戏机用盒式存储器，包括外壳，在该外壳背面两侧端形成斜面部分；第一半导体存储器，存储用于确定盒式存储器真假的程序；和第一微型计算机。当把盒式存储器插入时，在盒式存储器上的斜面部分能够与游戏机上插入部分的接触部分接触。该游戏机包括图象处理器；第二半导体存储器，它存储确定盒式存储器真假的程序；以及第二微型计算机和第一微型计算机，用来执行存储的程序。该第二微型计算机用来确定插入的盒式存储器的真假。
文档编号G11C5/00GK86106983SQ86106983
公开日1987年9月30日 申请日期1986年10月4日
发明者中川克也, 汤川真行 申请人:任天堂株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan