Що всередині SEGA MEGA KEY? Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / телебачення

 Коментарі до статті

Читачам нерідко доводиться стикатися з тим, що до апаратури, що їх зацікавила (або потребує ремонту), особливо зарубіжного виробництва, не додається жодних технічних описів, принципових і навіть структурних схем. Це створює майже непереборні труднощі під час ремонту, а тим більше повторення та вдосконалення таких пристроїв. Проте вихід знайти можна. Як це зробити, розказано у запропонованій статті на прикладі розширювача "Mega Key-2" для популярних 16-бітових ігрових відеоприставок "Sega Mega Drive" та "Sega Mega Drive-2". Автору вдалося не лише розібратися в принципах його роботи, а й виготовити аналогічний пристрій із доступних деталей.

Любителі пограти на 16-бітних відеоприставках "Sega" знають, що деякі картриджі працюють тільки під'єднаними через спеціальний пристрій - розширювач. До них відносяться, наприклад, ліцензійні серіали "Super Sonic", "Earth Worm Jim" та ін. Вся справа в тому, що і самі приставки "Sega", і картриджі для них в залежності від телевізійних стандартів, прийнятих у різних країнах, випускаються у кількох модифікаціях. Розширювачі "Mega Key" забезпечують їхню сумісність.

Той, хто вважає, що "Mega Key" означає "дуже великий ключ", швидше за все, помиляється. Більш правдоподібний переклад "ключ для "Mega". Зовні розширювач дуже схожий на звичайний ігровий картридж, але має два малогабаритних движкових перемикача і два 64-контактні роз'єми: вилку (її вставляють в гніздо "CARTRIDGE" приставки) і розетку для картриджа.

Перемикачами можна вибрати один із кількох телевізійних стандартів, що відрізняються числом рядків розкладання зображення, значення частоти кадрової розгортки, способами кодування колірної інформації. Зазвичай на корпусі розширювача або в інструкції до нього є таблиця, подібна до табл. 1, в якій перераховані країни або телевізійні стандарти та зазначені відповідні положення перемикачів. Наприклад, графа "USA & BRAZIL" відноситься до стандарту, прийнятого в США та Бразилії (525 рядків, 60 Гц). "JAPAN" відповідає найпоширенішим у нас азіатським моделям "Sega" (625 рядків, 50 Гц). Іноді зустрічаються картриджі, які працюють при встановленні перемикачів у положення "PAL & FRENCH SECAM".

Таблиця 1

В даний час найбільш популярний розширювач "Mega Key-2", що працює як з приставкою "Sega Mega Drive", так і з її удосконаленим варіантом "Sega Mega Drive-2". Розібратися в його пристрої непросто, оскільки більшість вузлів знаходиться всередині спеціалізованої безкорпусної мікросхеми. Фірми-виробники зі зрозумілих причин не поспішають розкривати секрети. Доводиться вважати розширювач "чорним ящиком".

Нагадаємо, що в кібернетиці так називається система, в якій зовнішньому спостерігачеві доступні лише вхідні та вихідні сигнали, а внутрішній пристрій з тих чи інших причин невідомий [1]. Спробуємо зрозуміти структуру та принцип дії розширювача, використовуючи фізичний, логічний та часовий рівень аналізу. Описана нижче методика може стати в нагоді при дослідженні найрізноманітніших електронних пристроїв.

ФІЗИЧНИЙ РІВЕНЬ

Насамперед, необхідно було проаналізувати топологію (малюнок) друкованої плати розширювача, скласти його принципову схему, виміряти напруги, струми у різних ланцюгах. Виявилося, що кожен із 64 контактів вилки розширювача з'єднаний безпосередньо з відповідним контактом його розетки. Вставлений сюди картридж виявляється пов'язаним із приставкою так само, як і без розширювача. Паралельно 29 із 64 контактів підключений логічний блок. Його принципова схема, складена результаті вивчення друкованої плати, показано на рис. 1. Назви вхідних (A0-A22, WE2) та вихідних (D0, D6, D7) сигналів, а також ланцюгів живлення (+5 V, GND) відповідають прийнятим у приставках "Sega" [2].

Основою є 28-вивідна безкорпусна мікросхема DD1, залита компаундом. Нумерація її висновків на схемі є умовною. Низький рівень на виході Q1 дозволяє роботу шинного формувача DD2. При цьому стан виходів, з'єднаних із розрядами D6 та D7 шини даних головного процесора відеоприставки, залежить від положення перемикачів SA1 та SA2. Високим рівнем на виході мікросхеми Q2 DD1 відкривається транзистор VT1, колектор якого з'єднаний з розрядом D0 шини даних. При необхідності мікросхему DD2 можна замінити на К555АП5, а транзистор VT1 – КТ3102Б.

Струм, споживаний розширювачем по ланцюгу +5 V стан спокою, дорівнює 25...35 мА. З них частку DD1 припадає трохи більше 0,3 мА. Це говорить про те, що вона, швидше за все, виготовлена ​​за технологією КМОП.

ЛОГІЧНИЙ РІВЕНЬ

Наступний етап – розібравшись у логіці роботи розширювача, створити модель внутрішньої структури безкорпусної мікросхеми DD1.

Осцилограми сигналів, що спостерігаються під час роботи з реальними ігровими картриджами, показують, що на виході Q1 мікросхеми DD1 в момент включення живлення та при натисканні на кнопку "RESET" зазвичай з'являються поодинокі імпульси негативної полярності. На виході Q2 під час гри видно неперіодичні послідовності імпульсів позитивної полярності та великої шпаруватості.

Можна припустити, що DD1 - дешифратор із двома виходами, сигнал кожному з яких свідчить про зверненні процесора до деяких осередків пам'яті. Але щоб визначити адреси цих осередків, необхідно перебрати всі можливі поєднання вхідних (адресних) сигналів, аналізуючи при цьому стани виходів.

На 24 входах дешифратора можливі 224=16777216 комбінацій сигналів. Зрозуміло, що перебрати їх вручну за прийнятний час неможливо – цю операцію необхідно автоматизувати. Час аналізу кожної комбінації має бути не занадто малим (можна пропустити реакцію у відповідь), але і не занадто великим (доведеться довго чекати результату). На рис. 2 показано схему досить простого пристрою, що дозволило провести весь цикл вимірювань за хвилину. Воно може стати в нагоді і для дослідження інших багатовхідних цифрових вузлів.

(Натисніть для збільшення)

Завдання генератор (DD1) працює на частоті приблизно 500 кГц. Через логічні елементи мікросхеми DD2 з ним з'єднаний 24-розрядний двійковий лічильник (DD3-DD8), виходи якого необхідно підключити до відповідних входів розширювача. З появою сигналів низького рівня на виходах D0 або D6 останнього елемент DD2.1 блокує рахунок. Одночасно спалахує один із світлодіодів (HL1 або HL2), показуючи, в якому саме ланцюгу зафіксовано відгук.

У цьому вся стані слід виміряти логічні рівні в ланцюгах А0-А22. Цей код і буде адресою осередку простору пам'яті або введення/виводу процесора, при зверненні до якого "спрацьовує" дешифратор. Низький у цей момент рівень сигналу WE2 говорить про те, що дані, ймовірно, записуються, високий - що вони зчитуються. Після натискання на кнопку SB1 пошук продовжується. Тригер з елементів DD2.2 та DD2.3 усуває "брязкіт" контактів кнопки.

Проведені експерименти показали, що розширювач реагує на вхідні сигнали у двох випадках: під час читання або запису даних за адресою 508000H та при читанні їх за адресою 600002H. У першому він змінює відповідно до положення вимикачів SA1 і SA2 стан розрядів D6 і D7 "справжнього" комірки, що знаходиться в одній із мікросхем відеоприставки або картриджа. У другому – переводить у стан логічного 0 розряд D0. Потрібно сказати, що робиться це "незаконним" чином: сигнали порівняно малопотужних буферів шини даних приставки пригнічуються потужними сигналами розширювача, в якому чотири елементи шинного формувача з'єднані паралельно.

Очевидно, від коду за адресою 508000H залежить вибір ігрової програми драйвера того чи іншого телевізійного стандарту. Якщо положення перемикачів розширювача не відповідає необхідному, програма зупиняється, вивівши на екран напис, подібний до "Developed for use with NTSC Mega Drive systems only" ("Розроблено для використання тільки в системах "Mega Drive" стандарту NTSC").

Еквівалентна схема безкорпусної мікросхеми DD1, отримана внаслідок аналізу розширювача на логічному рівні, показано на рис. 3. Вона складається з двох багатовхідних елементів: DD1.1 ("І-НЕ", адреса 508000H) та DD1.2 ("І", адреса 600002H).

ТИМЧАСОВИЙ РІВЕНЬ

Залишилося визначити допустиму величину затримки сигналів у розширювачі, штучно збільшуючи її до появи збоїв. Це можна зробити, наприклад, включивши кілька послідовно з'єднаних інверторів у розрив дроту, що з'єднує вихід дешифратора Q1 DD1 (рис. 1) з входом E2 шинного формувача DD2. Щоб зберегти полярність сигналу, число інверторів має бути парним.

Експеримент показав, що розширювач працює стійко навіть з 12 елементами мікросхеми К561ЛН2, включеними послідовно, що відповідає затримці сигналу на 0,5...0,7 мкс. Можна вважати його некритичним до швидкодії активних елементів, що застосовуються.

САМОДЕЛЬНИЙ РОЗШИРЮВАЧ

Отже, розібравшись у пристрої та принципі дії "Mega Key-2", можна розробити його аналог на мікросхемах широкого застосування. Одна із можливих схем саморобного розширювача показана на рис. 4. Функції дешифратора "фірмового" розширювача у ньому виконує логічний вузол на мікросхемах DD1-DD5. Він же при необхідності може бути використаний для заміни безкорпусної мікросхеми, що відмовила. У цьому випадку до висновку 8 DD5 слід підключити входи 10 і вільного 11 елемента мікросхеми DD4, а сигнал Q1 зняти з його виходу 8.

Підключення до лінії D0 чотирьох з'єднаних паралельно елементів однієї з половин шинного формувача DD6 дозволяє "заощадити" транзистор. Для ліній D6 та D7 виявилося достатнім з'єднати по два елементи іншої половини.

Вимикачами SA1 і SA2, як і раніше, задають телевізійний стандарт. Але в описуваному пристрої вони підключені інакше, ніж у "фірмовому", і стану "ON" (табл. 1) тепер відповідає розімкнений, а "OFF" - замкнутий вимикач. При замиканні контактів вимикача SA3 виходи шинного формувача переходять у високоімпедансний стан і розширювач не впливає на роботу відеоприставки.

Усі деталі пристрою змонтовані на друкованій платі із фольгованого склотекстоліту розмірами 75x55 мм (рис. 5). Вона розрахована на встановлення резисторів МЛТ-0,125, конденсатора КМ-5б, малогабаритних двигунів перемикачів ПД9-2 або ПД53-1.

Для заміни мікросхем DD1-DD6 придатні їх функціональні аналоги із серій К155, К555, КР1531, КР1533 та інших структур ТТЛ. Як DD6 можна застосувати мікросхеми як АП5, а й АП3 різних серій. Так як останні інвертують сигнали, що передаються, їх висновки 11, 13, 15 і 17 необхідно з'єднати не із загальним проводом, а з позитивним полюсом джерела живлення. Замкнуті контакти вимикачів SA1 та SA2 після такої заміни відповідатимуть стану "ON", а розімкнені - "OFF".

Так як розширювач підключається паралельно ланцюгам приставки, а у вимкненому стані не впливає на її роботу, складного перехідного пристрою, на зразок Mega Key-2, робити не потрібно. Друковану плату рекомендується розмістити всередині відеоприставки (наприклад, поблизу розетки "SYSTEM"), закріпивши її таким чином, щоб через відкриту бічну кришку можна було керувати вимикачами SA1-SA3. Контактні майданчики вхідних та вихідних ланцюгів розширювача необхідно з'єднати згідно з табл. 2 з контактами будь-якого з роз'ємів "SYSTEM" або "CARTRIDGE" або безпосередньо з висновками мікропроцесора MC68000.

Таблиця 2

Перед першим включенням ретельно огляньте монтаж, переконайтеся у відсутності замикань та обривів. Ніякої установки не потрібно, достатньо вибрати положення вимикачів SA1, SA2 так, щоб запрацював картридж, що відмовлявся робити це без розширювача. Нагадаємо, що для азіатських моделей "Sega" обидва вони, як правило, повинні бути встановлені в положення "OFF". На роботу "стандартних" картриджів вбудований розширювач не має жодного впливу.

література

1. Словник з кібернетики / За ред. В. С. Михалевича. – К.: Гол. ред. УСЕ ім. М. П. Бажана, 1989. – 751 с.
2. Рюмік С. Особливості схемотехніки 16-бітових відеоприставок. – Радіо, 1998.

Автор: С.Рюмік, м.Чернігів, Україна

Дивіться інші статті розділу телебачення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Конструктор дітей 13.10.2013 Компанія 23andMe отримала патент на систему, яка вперше за тисячі років історії людства дозволить надійно програмувати певні риси потомства. Заявка на патент була подана в 2008 році, тепер вона схвалена і компанія 23andMe може стати першою, яка пропонує послуги зі створення "ідеальної дитини". Насамперед система призначена для людей, які з тих чи інших причин не можуть мати дітей та потребують донорства чи сурогатного материнства. Технологія з'явилася не так на порожньому місці. З 2009 року компанія 23andMe пропонує сервіс під назвою Inheritance Calculator (дослівно "Калькулятор успадкування"), який дозволяє батькам побачити ступінь ймовірності того, що їхня майбутня дитина успадкує певні батьківські риси, наприклад каштанове волосся або непереносимість лактози. Нова технологія "проектування" дитини включає цей калькулятор, але йде далі, пропонуючи батькам вибрати низку рис. Виглядати це буде так: батьки виберуть у спеціальній анкеті відповідні пункти на кшталт "я хочу, щоб очікувана тривалість життя моєї дитини склала:" або "я віддаю перевагу дитині з високою ймовірністю блакитних очей". Потім жінка проходить процедуру екстракорпорального запліднення (ЕКО) з використанням спеціально відібраної донорської сперми. Донор відбирається сервісом 23andMe, який за допомогою математичних обчислень та аналізу власного генетичного профілю матері та донорів підбирає генетичний матеріал, який з високим ступенем ймовірності реалізує побажання батьків щодо якостей їхньої майбутньої дитини. Зрозуміло, що дана технологія може використовуватися і на своєрідних сайтах знайомств, користувачі яких не хотіли б покладатися на "примхи природи", а науково вибрати партнера для народження "ідеальних" дітей. Можливо, комусь здасться, що знайдеться мало бажаючих скористатися новою послугою, але тільки в США щорічно за допомогою ЕКО від донорів вагітніють понад 50 тис. жінок, тож насправді потенційна аудиторія велика. Поки що компанія 23andMe не оголошувала про плани з комерційного впровадження нової послуги. Слід зазначити, що вибір якостей майбутньої дитини на немедичні вимоги є незаконним у низці країн, наприклад Великобританії та Канаді. Експерти з галузі охорони здоров'я побоюються, що спроби батьків покращити свою дитину призведуть до порушення її здоров'я та свободи. Крім того, очевидна перевага певних рис призведе до збіднення різноманітності людського геному, що загрожує ускладненнями для всього людства в більш віддаленому майбутньому.

Інші цікаві новини:

▪ Сліпі побачать світ через звук

▪ 64-ядерний ноутбук Zhanjiang Xinjuneng Technology

▪ NCP693 - новий малоспоживаючий LDO-стабілізатор

▪ TransferJet – конкурент NFC від Toshiba

▪ Штучному мозку теж потрібен сон

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Життя чудових фізиків. Добірка статей

▪ стаття Геродот Галікарнаський. Знамениті афоризми

▪ стаття Що таке гіпс? Детальна відповідь

▪ стаття Робота з обробки книжкових блоків на лінії КОЛБУС. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Доопрацювання акустичної системи 35АС-1. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Розширення тіл від нагрівання. Фізичний експеримент

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024