1、系统简介

任天堂主机由6502处理器和一个特制的图形处理器组成。CPU是6502，而不是传言中的65C02（CMOS）。PPU的显存是和CPU的内存是分离的，可以通过对特殊端口的读/写来操作。卡带可能包含的内容有位于处理器地址FFFF的ROM，和位于PPU地址1FFF的 VROM。由于NES只有2K的RAM，因此变量的可用的变量空间只有从07FF共8个页面。在开机之后RAM和VRAM中的内容是0，但是注意：复位并不改变其中的内容。在更小的卡带，比如只有16KB的ROM，它占有FFFF，而BFFF的空间是不用的。那些大于32KB的卡带，它被特殊的电路分页到一定的地址空间。一些卡带在7FFF有SRAM，那是电池存储的位置。卡带VROM被用来做图案表（例如 Tile 表, 角色发生器等等)。通常的数量是8KB，包含两个图案表。大于8KB 的VROM被特殊的电路分页到一定的地址空间。内部的VRAM在 PPU 内存里定位于3FFF，它用来存储命名表（例如屏幕缓冲）。虽然PPU 支持4个命名表，但只能支持两个的存放空间。另外的两个是开始两个的镜像。NES共有154条指令。
在本文本里，你将遇到如下形式的符号：“Dn" (5 位，3 位，等等)。位是按从最低位(0 位)到最高位(7 位)。所有的十六进制都在前面加上一个美圆符号(2002,$4026,等等）是在6502处理器汇编里常用的符号,二进制前面加上一个百分号%。

2、缩写表

3、中央处理器

NES定制的6502内部特别加上了声音处理单元。NTSC制式的NES使用1.7897725MHz主频，PAL制式使用1.773447MHz主频。
CPU内存映像：

开始地址	用途	结束地址
$0000	2K字节RAM，做4次镜象（即07FF可用)	$1FFF
$2000	寄存器	$2007
$2008	寄存器（2008的镜像，每8个字节镜像一次）	$3FFF
$4000	寄存器	$401F
$4020	扩展ROM	$5FFF
$6000	卡带的SRAM（需要有电池支持）	$7FFF
$8000	卡带的下层ROM	$BFFF
$C000	卡带的上层ROM	$FFFF

中断：
6502有3个中断IRQ/BRK、NMI和RESET，每个中断都有一个16位的向量，即指针，用来存放该中断发生时中断服务函数的地址。中断发生时CPU都会把状态标志和返回地址压栈，然后调用中断服务程序。
IRQ/BRK中断由一下两种情况产生：一是软件通过BRK指令产生，一是硬件通过IRQ引脚产生。
RESET在开机的时候触发，这是ROM被装入，6502跳到RESET向量指向的地址没有寄存器被修改，没有内存被清空，这些都只在开机是发生。
NMI指不可屏蔽中断，它在VBlank即屏幕刷新时发生，持续时间根据系统（NTSC/PAL）不同而不同。NTSC是每秒60次，而PAL是每秒50 次。6502的中断延时是7个时钟周期，也就是说，进入和离开中断都需要7个时钟周期。它产生于PPU的每一帧结束，NMI中断可以由$2000的第7位的1/0控制允许/禁止。
大部分中断应该使用RTI指令返回，但是有些游戏不用，例如《最终幻想1》。它用一个很奇怪的方式：手工修改堆栈指针，然后执行RTS指令。这种方法在技术上是可行的，但是应该尽量避免。
以上中断在ROM内有以下对应的地址：

特别说明：
NES的6502不支持10进制。虽然CLD和SED指令都正常工作，但是ADC和SBC都不使用CPU状态标志的“D”位。由于复位后“D”位的状态是不确定的，所以游戏通常在程序开始时使用一个CLD指令。
声音寄存器映射到CPU内部，所有波形发生的工作都在CPU内部完成。
注意那两个分开的16K ROM段，它们可能是连续的，但是它们根据卡带的大小扮演不同的角色。有的卡带只有一个16K ROM，那么它就同时被装入$8000和$COOO。
所有游戏都将它们自己装入$8000，使用32K RAM，但是它们都能够通过内存映射把多于一个16K ROM装入$8000。VROM也是同样的道理。
当BRK中断发生的时候，CPU把状态标志压入堆栈，同时设置“B”标志。而IRQ中断发生时，CPU把状态标志压入堆栈，同时清除“B”标志。这是因为6502使用同一个向量来处理两种中断，用“B”标志来区分它们。你可以用以下程序来区别两种中断：
C134: PLA ; 拷贝CPU状态标志到A
C135: PHA ; 把状态标志还回给堆栈
C136: AND #$10 ; 检查“B”标志
C138: BNE is_BRK_opcode; 如果设置了，就是软件中断(BRK)
在NMI里指向BRK会导致已经被压栈的“B”标志被设置。
6502的$6C指令（间接绝对跳转）有一个BUG，当低位字节是$FF时CPU将不能正确计算有效地址。例如：
C100: 4F
C1FF: 00
C200: 23
..
D000: 6C FF C1 - JMP ($C1FF)
本来它是应该跳到$2300的，但是在计算高位字节的时候，在页面边界处地址是不能再增加的，所以实际将跳转到$4F00。
需要注意的是，页面越界不会在变址间接寻址模式发生。由于0页面的限制，由于0页面的限制，所有变址间接寻址的读写都应该在计算有效地址之后和#$FF进行逻辑与操作。例如：
C000: LDX #3 ; 从 $0002+$0003 读变址地址，
C002: LDA ($FF,X) ; 不是 $0102+$0103.

4、图形处理器

PPU时序：

镜像是指通过硬件映射特殊的内存地址或范围的一个过程。

PPU内存映像：

开始地址	用途	结束地址
$0000	图案表0（256x2x8，可能是VROM）	$0FFF
$1000	图案表1（256x2x8，可能是VROM）	$1FFF
$2000	命名表0（32x30块）（镜像，见命名表镜像）	$23BF
$23C0	属性表0（镜像，见命名表镜像）	$23FF
$2400	命名表1（32x30块）（镜像，见命名表镜像）	$27BF
$27C0	属性表1（镜像，见命名表镜像）	$27FF
$2800	命名表2（32x30块）（镜像，见命名表镜像）	$2BBF
$2BC0	属性表2（镜像，见命名表镜像）	$2BFF
$2C00	命名表3（32x30块）（镜像，见命名表镜像）	$2FBF
$2FC0	属性表3（镜像，见命名表镜像）	$2FFF
$3000	2EFF的镜像	$3EFF
$3F00	背景调色板#1	$3F0F
$3F10	精灵调色板#1	$3F1F
$3F20	镜像，（见调色板镜像）	$3FFF
$4000	3FFF的镜像	$7FFF

命名表：

NES 的图像通过Tile矩阵来显示，这个网格就叫命名表。一个命名表和字符模式下的屏幕缓冲比较相象，它包含字符的代码，也就是30列的32Byte长度。每个Tile有8x8个象素，每个命名表有32x30个Tile，也就是256x240象素。PPU支持4个命名表，他们在$2000,$2400,$2800,$2C00。在NTSC制式下，上面和下面的8象素通常不显示出来，只有256x224象素；在PAL制式下，屏幕有256x240象素。
需要说的是，虽然PPU支持4个命名表，任天堂主机只支持2个命名表。另外两个被做了镜像。命名表保存了Tile的编号，而Tile存在图案表里。计算命名表里Tile号对应的实际地址的公式是：
（Tile号×16）＋由$2000端口指定的图案表地址

命名表镜像：
NES只有2048字节（$800）的VRAM给命名表使用，但是如前表所示，NES有能力寻址到4个命名表。缺省情况下，NES卡带都带有水平和垂直镜像，允许你改变命名表指向PPU的VRAM位置。这种方式同时影响两个命名表，你不能单独改变其中的一个。每个卡带都控制着PPU地址线的A10 和A11。它可能将他们设置成以下4种可能的方式的1种。下面这个图表有助于理解NES里的各种镜像，指向PPU VRAM中命名表的12位地址相当于“$2xxxx”：