Que contient la SEGA MEGA KEY ?. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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Les lecteurs doivent souvent se rendre compte que les équipements qui les intéressent (ou nécessitent une réparation), en particulier les équipements fabriqués à l'étranger, ne sont accompagnés d'aucune description technique, ni de schéma de principe, ni même de schéma structurel. Cela crée des difficultés presque insurmontables pour réparer, et plus encore pour répéter et améliorer de tels dispositifs. Néanmoins, une issue peut être trouvée. Comment procéder est décrit dans cet article en utilisant l'exemple de l'expandeur "Mega Key-2" pour les consoles de jeux vidéo 16 bits populaires "Sega Mega Drive" et "Sega Mega Drive-2". L'auteur a réussi non seulement à comprendre les principes de son fonctionnement, mais également à fabriquer un appareil similaire à partir des pièces disponibles.

Les fans de jeux sur les consoles vidéo Sega 16 bits savent que certaines cartouches ne fonctionnent que lorsqu'elles sont connectées via un périphérique spécial - un extenseur. Il s'agit, par exemple, des séries sous licence "Super Sonic", "Earth Worm Jim", etc. Le fait est que les consoles Sega elles-mêmes et leurs cartouches, en fonction des normes de télévision adoptées dans différents pays, sont produites dans plusieurs modifications. Les extensions « Mega Key » assurent leur compatibilité.

Quiconque pense que « Mega Key » signifie « très grande clé » se trompe probablement. Une traduction plus plausible est « clé pour « Mega ». Extérieurement, l'extenseur est très similaire à une cartouche de jeu ordinaire, mais possède deux interrupteurs à glissière de petite taille et deux connecteurs à 64 broches : une fiche (elle est insérée dans le connecteur « CARTRIDGE " prise de la console) et une prise pour la cartouche.

À l'aide des commutateurs, vous pouvez sélectionner l'une des nombreuses normes de télévision, différant par le nombre de lignes de décomposition d'image, la fréquence d'images et les méthodes de codage des informations de couleur. Habituellement, sur le corps de l'expandeur ou dans les instructions correspondantes, il y a un tableau similaire au tableau. 1, qui répertorie les pays ou les normes de télévision et indique les positions des commutateurs correspondantes. Par exemple, la colonne « USA & BRAZIL » fait référence à la norme adoptée aux USA et au Brésil (525 lignes, 60 Hz). "JAPAN" correspond aux modèles asiatiques courants "Sega" (625 lignes, 50 Hz). Parfois, certaines cartouches fonctionnent lorsque les commutateurs sont réglés sur "PAL & FRENCH SECAM".

Tableau 1

Actuellement, l'extenseur le plus populaire est « Mega Key-2 », qui fonctionne à la fois avec le préfixe « Sega Mega Drive » et avec sa version améliorée « Sega Mega Drive-2 ». Comprendre sa structure n'est pas facile, car la plupart des nœuds sont situés à l'intérieur d'un microcircuit spécialisé non emballé. Les fabricants, pour des raisons évidentes, ne sont pas pressés de révéler des secrets. Nous devons considérer l’expandeur comme une « boîte noire ».

Rappelons qu'en cybernétique, c'est le nom d'un système dans lequel seuls les signaux d'entrée et de sortie sont disponibles pour un observateur externe, et la structure interne est inconnue pour une raison ou une autre [1]. Essayons de comprendre la structure et le principe de fonctionnement de l'expanseur en utilisant des niveaux d'analyse physiques, logiques et temporels. La technique décrite ci-dessous peut être utile pour étudier une grande variété d’appareils électroniques.

NIVEAU PHYSIQUE

Tout d'abord, il fallait analyser la topologie (dessin) du circuit imprimé de l'extenseur, établir son schéma de circuit, mesurer les tensions et les courants dans divers circuits. Il s'est avéré que chacun des 64 contacts de la fiche d'extension est connecté directement au contact correspondant de sa prise. La cartouche insérée ici se connecte à la console de la même manière que sans l'extenseur. Un bloc logique est connecté en parallèle à 29 des 64 contacts. Son schéma de circuit, établi à la suite de l'étude du circuit imprimé, est illustré à la Fig. 1. Les noms des signaux d'entrée (A0-A22, WE2) et de sortie (D0, D6, D7), ainsi que des circuits d'alimentation (+5 V, GND) correspondent à ceux acceptés dans les consoles Sega [2].

La base est un microcircuit DD28 non emballé à 1 broches rempli de composé. La numérotation de ses bornes dans le schéma est arbitraire. Un niveau bas à la sortie Q1 permet le fonctionnement du driver de bus DD2. Dans ce cas, l'état des sorties connectées aux bits D6 et D7 du bus de données du processeur principal de la console vidéo dépend de la position des interrupteurs SA1 et SA2. Un niveau haut à la sortie Q2 du microcircuit DD1 ouvre le transistor VT1 dont le collecteur est connecté au bit D0 du bus de données. Si nécessaire, la puce DD2 peut être remplacée par K555AP5 et le transistor VT1 par KT3102B.

Le courant consommé par l'extenseur via le circuit +5 V au repos est de 25...35 mA. Parmi ceux-ci, DD1 ne représente pas plus de 0,3 mA. Cela suggère qu’il est très probablement fabriqué à l’aide de la technologie CMOS.

NIVEAU LOGIQUE

L'étape suivante consiste à comprendre la logique de fonctionnement de l'extenseur et à créer un modèle de la structure interne du microcircuit DD1 à cadre ouvert.

Les oscillogrammes des signaux observés lors du travail avec de vraies cartouches de jeu montrent que des impulsions uniques de polarité négative apparaissent généralement à la sortie Q1 de la puce DD1 lorsque l'appareil est allumé et lorsque le bouton « RESET » est enfoncé. A la sortie de Q2 pendant le jeu, des séquences non périodiques d'impulsions de polarité positive et de rapport cyclique élevé sont visibles.

On peut supposer que DD1 est un décodeur à deux sorties dont le signal sur chacune indique que le processeur accède à certaines cellules mémoire. Mais afin de déterminer les adresses de ces cellules, il est nécessaire de parcourir toutes les combinaisons possibles de signaux d'entrée (adresses), tout en analysant les états des sorties.

Avec 24 entrées de décodeur, 224 = 16777216 combinaisons de signaux sont possibles. Il est clair qu'il est impossible de les trier manuellement dans un délai acceptable, cette opération doit être automatisée. Le temps d'analyse de chaque combinaison ne doit pas être trop court (vous pourriez manquer une réponse), ni trop long (vous devrez attendre longtemps pour le résultat). En figue. La figure 2 montre un schéma d'un dispositif assez simple qui permettait d'effectuer l'ensemble du cycle de mesure en une minute. Cela peut également être utile pour étudier d’autres nœuds numériques multi-entrées.

(cliquez pour agrandir)

L'oscillateur maître (DD1) fonctionne à une fréquence d'environ 500 kHz. Grâce aux éléments logiques de la puce DD2, un compteur binaire 24 bits (DD3-DD8) y est connecté, dont les sorties doivent être connectées aux entrées correspondantes de l'expandeur. Lorsque des signaux de bas niveau apparaissent sur les sorties D0 ou D6 de cette dernière, l'élément DD2.1 bloque le comptage. En même temps, l'une des LED (HL1 ou HL2) s'allume, indiquant dans quel circuit la réponse est enregistrée.

Dans cet état, les niveaux logiques des circuits A0-A22 doivent être mesurés. Ce code sera l'adresse d'une cellule dans l'espace mémoire ou l'entrée/sortie du processeur, lors de son accès, le décodeur est « déclenché ». Un niveau faible du signal WE2 à ce moment indique que des données sont probablement en cours d'écriture, un niveau élevé indique qu'elles sont en cours de lecture. Après avoir appuyé sur le bouton SB1, la recherche continue. Un déclencheur composé des éléments DD2.2 et DD2.3 élimine le «rebond» des contacts des boutons.

Des expériences ont montré que l'expandeur répond aux signaux d'entrée dans deux cas : lors de la lecture ou de l'écriture de données à l'adresse 508000H et lors de leur lecture à l'adresse 600002H. Dans le premier, selon la position des interrupteurs SA1 et SA2, il change l'état des bits D6 et D7 de la cellule « réelle » située dans l'une des puces de la console vidéo ou de la cartouche. Dans la seconde, il fait passer le bit D0 à l'état logique 0. Il faut dire que cela se fait de manière « illégale » : les signaux provenant des tampons de puissance relativement faible du bus de données du décodeur sont supprimés par des signaux puissants provenant de l'expandeur, dans lequel quatre éléments du pilote de bus sont connectés en parallèle.

Evidemment, le choix d'un pilote pour l'un ou l'autre standard de télévision par le programme de jeu dépend du code à l'adresse 508000H. Si les commutateurs d'extension ne sont pas dans la bonne position, le programme s'arrêtera et affichera un message similaire à "Développé pour une utilisation avec les systèmes NTSC Mega Drive uniquement".

Le circuit équivalent du microcircuit DD1 non emballé, obtenu à la suite de l'analyse de l'expanseur au niveau logique, est illustré à la Fig. 3. Il se compose de deux éléments multi-entrées : DD1.1 (« AND-NOT », adresse 508000H) et DD1.2 (« AND », adresse 600002H).

NIVEAU TEMPS

Il reste à déterminer la valeur admissible du retard du signal dans l'expandeur, en l'augmentant artificiellement jusqu'à ce que des pannes surviennent. Ceci peut être réalisé, par exemple, en connectant plusieurs onduleurs connectés en série à la rupture du fil reliant la sortie Q1 du décodeur DD1 (Fig. 1) à l'entrée E2 du driver de bus DD2. Pour maintenir la polarité du signal, le nombre d'onduleurs doit être pair.

L'expérience a montré que l'expandeur fonctionne de manière stable même avec 12 éléments du microcircuit K561LN2 connectés en série, ce qui correspond à un retard de signal de 0,5...0,7 μs. Il peut être considéré comme non critique pour les performances des éléments actifs utilisés.

EXTENSION MAISON

Ainsi, après avoir compris le dispositif et le principe de fonctionnement de "Mega Key-2", vous pouvez développer son analogue sur des microcircuits pour une utilisation généralisée. L'un des circuits possibles d'un expanseur fait maison est illustré à la Fig. 4. Les fonctions du décodeur de l'expandeur « propriétaire » sont assurées par un nœud logique sur les microcircuits DD1-DD5. Si nécessaire, il peut être utilisé pour remplacer un microcircuit à cadre ouvert défaillant. Dans ce cas, les entrées 8 et 5 de l'élément libre du microcircuit DD10 doivent être connectées à la broche 11 du DD4, et le signal Q1 doit être retiré de sa sortie 8.

La connexion de quatre éléments connectés en parallèle de l'une des moitiés du pilote de bus DD0 à la ligne D6 permet de « sauvegarder » le transistor. Pour les lignes D6 et D7, il s'est avéré suffisant de relier deux éléments de l'autre moitié.

Les commutateurs SA1 et SA2 définissent toujours la norme en matière de télévision. Mais dans l'appareil décrit, ils sont connectés différemment que dans l'appareil « propriétaire », et l'état « ON » (tableau 1) correspond désormais à un interrupteur ouvert, et « OFF » à un interrupteur fermé. Lorsque les contacts du commutateur SA3 sont fermés, les sorties du pilote de bus passent dans un état haute impédance et l'extenseur n'affecte pas le fonctionnement du décodeur vidéo.

Toutes les pièces de l'appareil sont montées sur un circuit imprimé en stratifié de fibre de verre de dimensions 75x55 mm (Fig. 5). Il est conçu pour l'installation de résistances MLT-0,125, d'un condensateur KM-5b et d'interrupteurs à glissière PD9-2 ou PD53-1 de petite taille.

Pour remplacer les microcircuits DD1-DD6, leurs analogues fonctionnels des séries K155, K555, KR1531, KR1533 et d'autres structures TTL conviennent. En tant que DD6, vous pouvez utiliser non seulement des microcircuits AP5, mais également des microcircuits AP3 de différentes séries. Puisque ces derniers inversent les signaux transmis, leurs bornes 11, 13, 15 et 17 doivent être connectées non pas au fil commun, mais au pôle positif de la source d'alimentation. Les contacts fermés des interrupteurs SA1 et SA2 après un tel remplacement correspondront à l'état « ON », et les contacts ouverts correspondront à l'état « OFF ».

Étant donné que l'extenseur est connecté en parallèle aux circuits du décodeur et qu'une fois éteint, cela n'affecte pas son fonctionnement, il n'est pas nécessaire de créer un adaptateur complexe comme "Mega Key-2". Il est recommandé de placer le circuit imprimé à l'intérieur de la console vidéo (par exemple, près de la prise « SYSTEM »), en le fixant de manière à ce que les interrupteurs SA1-SA3 puissent être contrôlés à travers le couvercle latéral ouvert. Les plages de contact des circuits d'entrée et de sortie de l'extenseur doivent être connectées conformément au tableau. 2 avec les contacts de l'un des connecteurs « SYSTEM » ou « CARTRIDGE » ou directement avec les broches du microprocesseur MC68000.

Tableau 2

Avant la première mise sous tension, inspectez soigneusement l'installation, assurez-vous qu'il n'y a pas de courts-circuits ni de coupures. Aucun réglage n'est requis, il suffit de sélectionner la position des commutateurs SA1, SA2 pour que la cartouche commence à fonctionner, ce qui a refusé de le faire sans extenseur. Rappelons que pour les modèles asiatiques Sega, les deux doivent généralement être réglés sur la position « OFF ». L'extenseur intégré n'a aucun effet sur le fonctionnement des cartouches « standard ».

littérature

1. Dictionnaire de cybernétique / Éd. V. S. Mikhalévitch. - K. : Ch. éd. UTILISATION nommé d'après Député Bazhana, 1989. - 751 p.
2. Ryumik S. Caractéristiques des circuits des consoles vidéo 16 bits. -Radio, 1998.

Auteur : S. Ryumik, Tchernihiv, Ukraine

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